Spectrographie de bureau...
Test d'un montage spectro avec Nikon Coolpix sur une lampe de bureau

Configuration

Un essai sans prétention d'un montage spectro simple - l'idée est ici de faire ses premières armes en spectro même si le ciel est couvert.

  • Réseau jeulin à transmission de 300tr/mm
  • Collimateur: oculaire de 26mm Meade
  • Nikon Coolpix 995
  • Fente bricolée à partir de deux lames de taille-crayon scotchées sur du carton

Le réseau est scotché sur la face avant. L'oculaire est placé à l'intérieur de la bague. Les différentes bagues de l'oculaire ont été retiré afin d'avoir accès au plan de focalisation pour y placer la fente.

La fente est constituée de deux lames de taille-crayon très grossièrement scotchées sur un support en carton. Attention aux fuites de lumière

Les spectres

Après avoir placer l'appareil photo derrière le réseau, on cherche a viser les différents ordre du spectre. Pour cela il faut zoomer jusqu'à ce que le l'image emplisse l'écran. Cela revient à adpater les focales pour une meilleures concordance des faisceaux optiques.

L'ordre zéro est utilisé pour faire la mise au point: on place l'appareil photo à l'infini, puis on ajuste la position de la fente par rapport à l'oculaire pour faire la mise au point fine.

Ordre zéro: la fente, ordre 1 les premières raies spectrales apparaissent...

Une fois la mise au point faite, on décale l'appareil en le faisant pivoter autour de l'axe du réseau afin de viser cette fois le spectre. Un réseau produisant des spectres à différents ordre, on choisira celui qui donne une bonne résolution sans se chevaucher avec l'ordre suivant. un spectre d'ordre 2 étant plus "étalé" et donc résolu qu'un spectre d'ordre 1 et ainsi de suite.

Dans notre cas, le spectre d'ordre 2 donne un asez bon compromis. On peut voir le début de l'ordre suivant avec sa raie violette tout près de la dernière raie rouge de l'ordre 2.

L'analyse spectrale

La prise d'image se fait en mode non-compréssé - mode "fine" du Coolpix, format "TIFF".

L'image est ensuite convertie en image bmp "noir et blanc" par un logiciel comme paint-shop pro.

On peut à ce moment charger l'image dans IRIS et la convertir au choix en une image .pic ou .fits

Avant de passer à Visual Spec, on s'assurera de placer le bleu à gauche et le rouge à droite...

Si besoin, on peut appliquer une légère rotation d'image afin que le raies soient le plus verticales possibles. Lors de l'opération de création du profil spectral on somme les colonnes une à une et une faible non-verticalité des lignes dégraderait la résolution.

Dans Visual Spec, le spectre est converti en un profil spectral. A ce stade, on peut déjà affirmer que cette lampe n'est pas un halogène puisqu'elle contient des raies d'émission discrète. On pense d'office à un gaz sous-pression, excité par une tension électrique.
Pour identifer au moins deux raies afin d'espérer calibrer en longueur d'onde l'ensemble du spectre j
'ai fait une recherche sur le web. En effet, pas facile de deviner en regardant un spectre de quoi ce gaz est composé. Le site de Guy Libante a été déterminant, et j'ai pu ainsi reconnaitre les raies du Mercure. (raies du mercure - site de Guy Libante)

Pour vérifier un minimum que les raies étaient bien celles du Mercure, j'ai calibré le profil à partir des deux raies:
- raie1: 4046 Angströms
- raie2: 4356 Angströms


"Copyright" Guy Libante -

Une fois le spectre supposé calibré, on peut placer le curseur sur les raies suivantes et vérifier que pour elles aussi les longueurs d'onde correspondent. La résolution est de 3.6 A/pixel.

Spectre calibré - Attention, sur ce graphque les étiquettes des raies principales ne correspondent pas exactement aux raies du Mercure... La longueur d'onde est celle du barycentre de la raie, et placée ici pour indication.

Pour terminer l'excercise, on peut regénérer sous Visual Spec un spectre image synthétique, et le "re-colorer" en faisant correspondre couleur et intensité avec la longueur d'onde et l'intensité du profil spectrale. On peut ainsi visuellement, retrouvé le spectre initial et s'assurer de la bonne correspondance...


Profil spectral et spectre synthétique "coloré" sous Visual Spec.