spectro Materiel et Spectrographie

[AntoineM]

Bonjour,

 

Je suis lycéen, et je réalise u,n TPE sur le sujet passionant qu'est la spectrographie. J'aimerai bien réaliser un spectre et l'interpréter, en guise d'experimentation. Je compte réaliser un montage assez simple: un instrument, un réseau, une camera

 

Il me faut donc le matériel adéquat.

 

Mon cousin travaille à l'OHP, et il peut me preter un télescope ou une lunette (je n'ai plus les focales en tête, je vous les donne des que possible, je crois que le télescope est un 900mm).

 

 

Au niveau du réseau, mon lycée peut m'en preter un. 100traits/mm me parait bien

 

Pour finir, vu le prix d'un CCD, et n'étant pas sur de pouvoir m'en faire prêter un, je voulais savoir si il était possible de remplacer le CCD par un appareil photo ou une webcam. Mon appareil photo est un bridge Panasonic Lumix FZ18. J'ai également un réflex argentique (Nikon FE2) et quelques objectifs (35,50,135mm). Ma mère à un Panasonic TZ3, et le groupe envisage l'achat d'une webcam si c'est la meilleure solution.

 

Bref, compte tenu de ce materiel, je voulais savoir si vous aviez une idée du meilleur montage réalisable avec tout cela

 

Merci beaucoup

 

Antoine

[bb98]

Bonjour

 

http://astrosurf.com/aras/

 

donne quelques indications

 

bon ciel

[Tetsuo]

Salut Antoine, je pense que tu as bien saisi le truc, en effet tu peux remplacer la CCD par une webcam ou un apn.

http://olympus.umh.ac.be/articles/Divers/SpectroscopeDefinitif.pdf

http://olympus.umh.ac.be/articles/Divers/05Spectroscope2.pdf

 

2 petits liens pour peut être t'aider^^

[AntoineM]

Après de nouvelles recherches, je comptais m'orienter avec un montage comme celui là:

 

http://astrosurf.com/buil/us/stage/calcul/calcul.htm

 

Avec un réseau Jeulin 530tt/mm http://www.jeulin.fr/fr/a-a1037880-edc1000003/article/21200184-Reseau-de-diffraction-standard-530-traits-mm.html

 

Est ce que ca vous parait réalisable?

 

Merci

 

Antoine

[gabal]

Le montage que tu présentes est fait avec un réseau de diffraction par réflexion, mais il peu être adapté à ton réseau par transmission.

Toutefois il me semble que pour pon TPE un montage sans fente, avec le réseau coupant le faisceau du télescope et l'apn juste derrière serait plus facile. Sans fente tu peux te passer d'objectif collimateur et le montage est très léger.

Tu pourrais même te passer d'instrument. Avec un réseau à 530 tt/mm le spectre d'une étoile brillante sera visible en le scotchant sur l'objectif de ton apn et si tu poses quelques secondes (ouverture maximun et focale mini). A essayer mais c'est une excellente façon de commencer la spectro voire de faire du grands champs et de la détection d'étoiles particulières (étoiles à émission, novae, Be, Oe etc..). Ça rappelle un peu les prismes objectifs.

Avec un peu de pratique instrumentale et différents temps de poses tu devrait obtenir de jolis spectres exploitable dans Vspec ou Spectrace. Chois des cibles brillante, il n'en manque pas dans le ciel en ce moment. Tu peux aussi compliquer le montage en augmentant la distance entre ton réseau et l'objectif de ton apn. Mais avec un 530 tu t'apercevras vite que la dispersion est telle que la luminosité est déjà faible sans tirage. D'autre part tu risque de ne pas avoir l'ordre 1 en entier et l'ordre 0 en même temps.

Regardes sur le forum ce qu'il se fait avec le star analyzer ou autres spectro bonnette, sans fente, de grands résultats ont été trouvé avec ces simples mais efficaces spectro.

Amuse toi bien !

[François Teyssier]

Super bonne idée pour un TPE

Je pense comme Gabal que le mieux serait de commencer par un simple montage du réseau devant l'objectif de l'appareil numérique

Tu trouveras un exemple de montage sur le lien suivant :

http://www.shelyak.com/fr/star-analyser.html

(dans le bas de la page, ainsi qu'un petit tutoriel)

Dans le document http://www.shelyak.com/documents/DC0006A%20Guide%20Utilisateur%20Star%20Analyser%20-%20Francais.pdf

tu trouveras les types spectraux des étoiles brillantes. Cet hiver avec les étoiles d'Orion, Aldéran du Taureau, Capella, tu a un choix important avec les principaux types.

 

Il te faut un pied photo. Peut-être confectionner un viseur rudimentaire à placer en parallèle de l'appareil photo, plus facile pour cadre l'étoile.

Faire des essais avec différents temps de pose. Le mieux serait d'utiliser un déclencheur souple.

Le mieux est de placer ton réseau de telle sorte que le spectre soit vertical. Ainsi le mouvement des étoiles provoqué par la rotation de la terre ne fait que d'élargir le spectre. Pas grave.

 

 

Un site très pédagogique sur la spectro : celui de Benjamin Mauclaire qui est prof et adore enseigner la spectro à ses éléves (voir ses TP de 4ème et de seconde)

http://bmauclaire.free.fr/astronomie/spectro/

 

Après tu pourras essayer de tenter quelque chose avec le télescope que l'on peut te prêter. Mais là, il te faut adapter l'appareil photo sur le porte oculaire, pas facile avec des Bridges. Il te faut de préférence une monture équatoriale avec un entrainement ...

Quant à la webcam, je pense que tu seras mieux d'utiliser un appareil photo, car le capteur est plus grand. Pas facile de caser un spectre sur le tout petit capteur d'une webcam.

 

Bon travail et n'hésite pas à nous poser des questions si tu as des problèmes ou sur tes spectres.

 

François Teyssier

 

PS : je n'avais pas vu ta référence au spectro présenté par Christian Buil et l'idée d'un réseau de 530 traits/mm. Mais là franchement c'est un tout autre domaine, on entre dans presque dans la haute résolution. D'abord tu n'auras pas tes spectres en entier sur tout le domaine visible. Et puis, c'est un gros projet.

[AntoineM]

Et si j'utilise le télescope avec un réseau et mon APN, quel quantité de traits/mm me conseilleriez vous?

 

Merci

 

Antoine

[François Teyssier]

Et si j'utilise le télescope avec un réseau et mon APN, quel quantité de traits/mm me conseilleriez vous?

 

Merci

 

Antoine

 

100 t/mm

Comme cela tu as tout le spectre de 3500 environ à 7000 angstrom et plus.

Sinon tu passes en moyenne ou haute résolution et là tu n'as plus qu'une raie ou deux, mais je ne pense pas que ce soit ce que tu veuille faire.

La différence, tu l'as là :

http://www.astronomie-amateur.fr/feuilles/Spectroscopie/Novae/KT%20Eri%202009.html

Les spectres de la page, ce sont des spectres basse résolution avec un 100 t/mn (avec tout de même des moyens perfectionnés)

En bas de la page, tu as un lien vers les mêmes spectres par christian buil avec juste la raie Ha (ça, c'est de la haute résolution) et un matériel très perfectionné. (plus, last but not least des milliers, voire des milliers d'heures d'expérience)

 

Ca implique d'autres moyens et surtout du temps. Ton TPE tu dois le rendre quand?

 

Avec un 100 mm tu auras des images du continuum avec la possibilité de mettre en évidence les différences de températures entre les étoiles chaudes (O, et rouges (M) avec une petite G au milieu, comme notre soleil. Ca me parait déjà pas mal comme projet.

a+

François

[Eric05]

Bonjour Antoine,

Très bonne idée que ce TPE sur la spectro! Comme dis dans les messages précédents je te conseille d'utiliser un montage sans fente comme par exemple une webcam avec un réseau 100 t/mm. Y a til un club d'astro dans ton lycée? Peut etre pourriez vous contacter une association locale afin de faire vos acquisitions? C'est toujours bien vu par le jury ce genre de démarche.

J'ai accompagné l'année dernière un groupe d'élèves en TPE sur le meme sujet. Je crois qu il faut se contenter de faire quelques spectres d'étoiles brillantes de différents types spectraux et d'essayer d'en déduire la température superficielle. Vous pourrez également identifier quelques raies pour les étoiles les plus chaudes. La partie acquisition est importante mais le traitement de vos spectres le sera également si vous voulez utiliser des profils de planck (partie réponse instrumentale).

A ce sujet je vous conseille d'aller voir les tutoriels proposés sur le site de Vspec:

http://www.astrosurf.com/vdesnoux/tutorial.html

Je propose également un TP en classe de seconde sur la spectro basé sur l'utilisation de vspec (spectres réalisés à l'aide d'une webcam et un Star Analyser):

http://www.spc.ac-aix-marseille.fr/phy_chi/menus/pc/2nde_explor_espace.htm

Cela vous permettra de vous faire la main avec le logiciel et de voir ce que l'on peut obtenir comme résultats.

Bon courage

Eric

[AntoineM]

Merci de votre aide

 

Est ce que vous auriez par hasard un lien pour expliquer d'une manière accessible les profils de Plank que je n'ai pas très bien compris.

 

Je suis entrain de lire votre TP, peut etre trouverai je la réponse

 

Merci encore

 

Antoine

[mizar11]

Sinon pour débuter, il y a cela : avec plein d'infos pratiques

 

http://www.astrosurf.com/astro-images/index-spectro/index-spectro.htm

 

J'ai aussi ma page perso qui n'est plus très à jour (les 2 spectro ont subi des modifications profondes) :

 

http://t_bar.perso.neuf.fr/astronomie/site/pages/astro_spectropag.html

[gabal]

J'avais loupé la réponse de Mizar11. Tes spectros sont réalisables par tout le monde avec du matériel simple. Tu pourrais nous faire un post à part sur tes réalisations et ta pratique de la spectro.

Excellent site.

[AntoineM]

Merci pour tous vos conseils.

 

Je voulais avoir comment je pouvais traiter les images que j'obtiens avec mon appareil photo dans IRIS (c'est à dire JPEG/RAW). J'ai l'impression que le prétraitement ne marche qu'avec certains fichiers que je ne connais pas (FIT, PIC...)

 

Merci de votre aide!

 

Antoine

[AntoineM]

Bonjour,

 

Je vais encore vous embêter, j'ai quelques questions quand à la réalisation du spectro.

 

Nous allons partir sur un modèle de spectro à transmission, "en ligne".

 

Au niveau du matériel, nous disposons de:

- Un téléescope 115/900 Newton, avec plusieurs oculaires

- Un réseau 140 tt/mm ou 530 tt/mm

- Un appareil photo, Panasonic FZ18 ou Canon EOS 450D

 

Nous pensions partir sur un montage de ce type, mais j'ai vu que dans pas mal de motnages on voyait des objectifs photo utilisés en collimateurs, pour que les rayons frappent la surface du réseau perpendiculairement. Etant photographe, j'ai un petit parc de focales fixes assez lumineuses, que je pourrais donc utiliser: 28/35/50/55/135/200, toutes à f2.8, sauf le 50 à f2 et le 200 à f4.

 

Je pense pouvoir réaliser un support en bois ainsi que de quoi fixer les composants.

 

Bref, mes questions sont:

- Est il utile d'utiliser un objectif collimateur? Comment le placer? Lequel choisir?

- Quel est l'espacement idéal entre les différents composants, et quel réseau utiliser?

- Comment fixer au mieux le spectro sur le téléscope?

 

Merci infiniment de votre aide, l'experimentation est notre dernière ligne droite dans ce passionant projet que nous avons mené, et que nous esperons pouvoir mener jusqu'au bout!

 

Merci encore,

 

Antoine

[gabal]

Il est conseiller d'avoir un objectif collimateur que si vous utilisez une fente au foyer du scope.

Les caractéristiques sont la plus grande ouverture possible, de diamètre au moins égal à la plus grandes largeur du réseau, celui étant placé au foyer. Le réseau doit être éclairé par l'objectif de collimation. On peut jouer sur le facteur de grandissement du montage, qui n'augmente pas la résolution mais grossit l'image du spectre, le rapport focal de l'objectif de collimation et de chambre mais ne compliquons pas les choses. Classiquement un objectif de paire de jumelle est excellent. Certains utilisent même des occulaires longues focales comme collimatrice pour des montages compacts. Tous les foyers doivent être occupés par les éléments successif (fente à l'antifoyer de la collimatrice et au foyer du scope, etc...). Il faudra prévoir une angulation nécessaire à la prise de l'ordre 1 par l'apn et son obj.

On peut aussi faire un montage à fente sans collimatrice. Dans ce cas il faudra placer le réseau le plus prés possible de la fente mais le montage n'est plus optimal.

Pour Iris les les tutos sont très bien fait et sont à faire.

J'aurais bien aimé que d'autres que moi, plus expérimentés dans la construction de spectro, et c'est rien de le dire, t'aident mais je ne sais pas oû ils sont passé ?

[AntoineM]

Bonjour,

 

Merci de votre aide!

 

Existe-t'il des formules mathématique permettant d'obtenir d'une manière précise le placement optimal des éléments, ou est ce que ca se fait "a l'oeil"?

 

Par contre pour IRIS, je ne trouve toujours pas le moyen de faire le prétraitement

 

Nous avons de plus décidé de faire deux spectre: Sirius et Bételgeuse, deux étoiles très brillantes, différentes, et facilement repérable dans le ciel d'hiver. Ca vous parait correct?

 

Merci beaucoup de votre aide précieuse!

 

Antoine

[gabal]

Deux spectres à l'opposé l'un de l'autre. Un de type A et l'autre de type M. Bonne découvertes.

Sinon c'est pas compliqué chaques éléments se trouve dans l'ordre au foyer du précédent. Donc dans l'ordre:

Fente au foyer du scope et au foyer de la collimatrice (F'). Réseau au foyer la collimatrice (F) et au foyer de l'objectif de chambre (F') et enfin ccd au foyer de l'objectif de chambre (F). Comme l'objectif de chambre et l'apn ne font qu'un je vous laisse conclure...

[AntoineM]

Merci beaucoup.

 

Le foyer est bien l'endroit ou le faisceau est réduit à un point (enfin assimilé)?

 

Comment le trouver de manière précise, il faut le faire "au feeling avec le spectrographe, et on voit les résultats sur l'APN, ou il existe des formules mathématiques?

 

Merci!

 

Antoine

[AntoineM]

Le projet avance bien. Nous avons obtenu un spectre d'une lampe au sodium!

 

 

 

Bref, le spectrographe marche, merci à tous de votre aide!

 

Antoine

[gabal]

Bravo !

Tu pourrais nous poster une petit photo de votre spectro.

A quand la première lumière, stellaire j'entends.