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Le CD-ROM Spectroscope

Le CD-ROM Spectroscope. Quelques expériences sur l’analyse de la lumière. J.Köppen koppen@astro.u-strasbg.fr. http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/spectro/spectrof.html. Comment voir le spectre du soleil …. … en principe, on fait comme ça:. Fente.

Olivia
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Le CD-ROM Spectroscope

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Presentation Transcript

  1. Le CD-ROM Spectroscope Quelques expériences sur l’analyse de la lumière J.Köppen koppen@astro.u-strasbg.fr http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/spectro/spectrof.html

  2. Comment voir le spectre du soleil …

  3. … en principe, on fait comme ça: Fente

  4. Mais plus facile : le spectre d’un réverbère

  5. Réflexions par un CD ROM enregistrable

  6. Réflexions d’un CD « normal »

  7. Comment le CD ROM fait les couleurs… … c’est un réseau de diffraction !

  8. Prenons un petit morceau:

  9. Les réseaux à diffraction D = 1.6 µm (CD ROM) 0.74 µm (DVD)

  10. La différence entre les réflexions des deux rainures voisines détermine si l’onde de sortie soit: Brillant (« interférence constructif »: mont+mont): si D sin a = 2n * l/2 Sombre (« interférence destructif »: mont+vallée): si D sin a = (2n+1) * l/2 n est l’ordre du spectre 0 = image directe, …

  11. Les angles de déflection (spectre 1ére ordre)

  12. Un spectroscope ultra-simple -- boîte de carton -- CD ROM -- carton -- ciseaux -- colle ou Scotch -- demi heure

  13. Les raies dans le spectre du soleil

  14. Suggestions pour démonstration • Mettre la fente à 1 mm • Laisser diriger le spectroscope vers une région brillante du ciel • Demander décrire ce q’on voit : « belles couleurs », « arc-en-ciel » • Demander s’on remarquait ‘qqechose’ dans certains couleurs : « bandes fines sombres » • Demander aux quelscouleurs on voit une raie: « verte », « jaune » = « orange », « bleue » • Expliquer le phénomène, histoire, etc.

  15. Photographier les spectres? • Camera avec film: • Tempsdepose --- expérimentation! • Focalisation : ESSENTIEL --- expérimentation par essais systématiques • Le film normal est sensible jusqu’à l’UV !!!! • Camera numérique / Webcam: • Focalisation (manuelle !!!) : essais sont plus faciles • Problèmes possibles : fausses structures • Le CCD peut-être moins sensible vers le rouge et le violet extrêmes que les yeux

  16. Photographier le spectre d’un réverbère Objectif : 35 mm Focalisation : dist. 2 m Temps de pose : plusieurs sec

  17. Le réverbère à vapeur de mercure

  18. … mais avec un spectroscope un peu plus solide 579+577 546 436 405 (ord. 2) 405 (ordre 3) Temps de pose : 30 min

  19. Et le spectre de la lampe dans ma cuisine 436 579+577 546 C’est bien le mercure

  20. Une réverbère à vapeur de sodium Na D 589 Hg 546

  21. Autres sources lumineuses • Diverses lampes : ampoules ordinaires, ampoules économiques, tubes « néon » • Les diodes électroluminescentes : indicateurs, signaux, feux de la circulation • Les tubes fluorescents, lumières de réclame • Les types différents des réverbères • Le ciel ou les nuages rosés ou jaunâtres au lever ou coucher du soleil • Feu d’artifice : le 14 juillet !!!

  22. Spectroscope: la version 2 Œil/Camera CD ROM proche de l’oeil

  23. Le spectre du soleil (ordre 2) visible pour moi

  24. Le spectre du soleil (suite, ordre 2)

  25. Le spectre du soleil (suite, ordres 2+3)

  26. Le spectre du soleil (zoom sur Ha [2]) Hg [3]

  27. Le spectre du soleil (suite, ordre 3)

  28. Autres choses? Par ex. : c’est quoi ??

  29. l’indicateur de mon fourneau est une lampe rouge de néon/hélium

  30. WebCam : des artefacts sont bien possibles! Franges par la fenêtre du CCD (ça peut être encore pire !) Coupure par le filtre de couleur

  31. Le spectre du soleil SANS fente – avec DVD oeil/camera Ordre 1 Ordre 0 soleil Ordre 2 DVD Le longueur focal de l’objectif détermine l’échelle du spectre; focalisation : expérimenter ! Distance : à ajuster pour obtenir un spectre épais

  32. Distance trop grande Plus proche, c’est mieux !

  33. Spectre du soleil avec DVD et 35mm objectif

  34. Spectre du soleil avec DVD et 100mm objectif LetripletdeMgb:516.74, 517.27, 518.362

  35. Perspectives, activités, projets … • Construction et démonstration • Explorer les lumières • Explorer l’optique des CDs et DVDs • Elever la couche métallique : reseau à transmission • Développement et amélioration: mettre le CD sur un table tournant, … orientation du CD, distances fente -- CD – œil, … utiliser des miroirs pour changer le ligne de visée, … • Photographier des spectres : optimalisation de la technique, identification des raies, extraction des intensités, ...

  36. Yannick Wtral TIPE Lycée Kléber : spectre soleil Cameranumérique ordre 3 ordre 2

  37. Calibration des longueurs d’onde du spectre ordre2 ordre 3 1.5*ordre 3 Na D Ha Hg

  38. Fluorescence sous une lampe UV Billet de tram Papier Sous lumière normale

  39. Le spectre d’un billet de tram de Strasbourg Lampe normale Hg 405 436 546 Le lampe UV Camera : WebCam €15

  40. Il y a de papier d’emballage en arc-en-ciel … Ampoule normale J Réverbère de sodium

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