フラウンホーファー線 - DVD簡易分光器による太陽光のスペクトル

太陽光にあるフラウンホーファー線を見ようといろいろやっています。「DVD簡易分光器で見るフラウンホーファー線（太陽光のスペクトル）」では“がんばりましょう”的結果だったので分光器の改良を検討しているのですが、時間がかかりそうなので今回は“画像処理的手法”の助けを借りてみました。


この記事の画像の質があんまりよくないのはいろいろ原因があるのですが、特に回折格子にDVD-ROMを使っていたためのようです。

　　「フラウンホーファー線の画像が画期的に改善！ - 太陽光のスペクトル」
　　
DVD-Rに変えた上でいろいろ改良を重ねたら見違えるようなフラウンホーファー線の写真が撮れるようになりました。

　　「D3線はいずこ？　- 簡易分光器の限界に挑む」



まず今回撮影した太陽光（正確には青空光です）の画像です。



右側に見える三角形のスペクトルは分光器をカメラに対して傾けて設置したために発生している迷光です。フードを手直しする必要があるのですがそのまま使っています。

　
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これだと前回と同じで主要なフラウンホーファー線がうっすらと見えるだけです。そこでこの画像にGIMP2のAdaptive Contrast Enhancementプラグインを適用します。


もちろん主要なフラウンホーファー線ははっきり見えるようになります。そしてそれ以外にも吸収線らしきものがいくつか見えます。

そこで波長を調べてWikipediaその他のフラウンホーファー線のリスト・画像と比較してみました。


下側の赤い矢印は画像と比較して位置を決めた画像上の暗線の位置です。主要な暗線の波長がリストと一致するようにしてあります。
上側の青い矢印はWikipediaのリストや画像から調べた暗線の位置です。

不思議なことに主要な暗線以外はぴったり位置が一致しているものがありません。

例えばF線とb1-b4線の間にはc線とh線別のの2本があるはずですが、画像上には3本暗線があります。でもc線の位置には暗線は見られずちょっと離れたところにあります。h線のあるはずのところにはそれらしいものがないこともないですが、こうなるとちょっと怪しいです。

こういう暗線は光学系の位置関係などの調整不足で発生するとは思えないのでどっかでその波長の光が吸収されているのでしょう。大気（＋雲）とレンズしか思いつかないのですが....
（レンズで吸収されているかどうかは白熱灯の分光写真を同様に処理すればわかりそうです）

492.4nmの吸収線はFeⅡによるものでした。（おそらく色分解能があんまりよくないと）c線よりこちらの方がよく見えるみたいです。

（「フラウンホーファー線の画像が画期的に改善！ - 太陽光のスペクトル」より）



(「太陽光のスペクトルと主要なフラウンホーファー線」より)


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まとめ記事

 「簡易分光器 - 作り方・使い方のまとめとリンク集」

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　　「光源別スペクトル（分光分布）一覧表 - DVD簡易分光器による」

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参考
　　「国立科学博物館 - 理工学研究部 - 若林文高 - DVD分光器の回折条件」
　　「Welcome to my homepage. - DVD分光器」
　　「星は空の彼方、月よりも遠く
　　　　- 光害除去フィルター（3）透過特性の観察（2016/03/05）
　　　　- 光害除去フィルター（４）－脱線（簡易分光器の直線性）（2016/03/18）」

　　「ラジオペンチ - DVDのメディアで簡易分光器を作る-その1」
　　　　DVDから回折格子の切り出し方
　　「ラジオペンチ
　　　　-  ＤＶＤのメディアで簡易分光器を作る-その２、（フラウンホーファー線が何とか見えた）」
　　　　スリットの作り方
　　「DVDのメディアで簡易分光器を作る-その３、（まとめ）」

　　「廊下のむし探検 - 手作り分光器」 （記事一覧）
　　「ブログ「廊下のむし探検」付録 - 手作り分光器の作り方」

　　「Web Page of T.Nomoto - スペクトル色々」　（「ネオンランプと水銀ランプ」）
　　「国立天文台 - 分光宇宙アルバム」
　　「国立天文台岡山天体物理観測所 - ☆スペクトル物語☆～デジタルアトラス～」
　　「原子スペクトルの観察と波長の測定 - リュードベリ定数の測定及び原子のエネルギー準位」
　　「資源エネルギー庁 - 太陽エネルギーの基礎知識」
　　「岩崎電気 - ランプ光源情報」
　　「ライトエッジ - 放電ランプ - メタルハライドランプ」

　　国立天文台編 「理科年表 第88冊」 丸善出版、2014