MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ. Spectrum Analyzer 1.5

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNEˇ

Spectrum Analyzer 1.5 Na´vod pro uzˇivatele

leden 2005

2

Spectrum Analyzer 1.5

Obsah 1

´ vod U

3

2

Databa´ze 2.1 Struktura souboru atoma´rnıćh cˇar . . . . . . . . 2.2 Struktura souboru molekula´rnıćh pa´su˚ . . . . .

4 4 6

3

Vstupnı´ soubor se spektrem

8

4

Zobrazenı´ spektra

9

5

Oznacˇovańı´ spektra´lnıćh cˇar 5.1 Hledańı´ loka´lnı´ho maxima intenzity . . . . 5.2 Uprˇesneˇnı´ vlnove´ de´lky strˇedu cˇa´ry . . . . 5.3 Zobrazenı´ seznamu blı´zkyćh cˇar v databa´ze 5.4 Kontrola vy´beˇru spektra´lnı´ cˇa´ry . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

14 15 17 18 20

6

Korekce vlnovyćh de´lek

20

7

Korekce intenzit

22

8

Automaticka´ identifikace spektra´lnıćh cˇar

25

9

Vy´pocˇty ze spekter 9.1 Vy´pocˇet teploty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2 Integrace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26 26 31

10 Vy´stup programu

32

NA´VOD PRO UZˇIVATELE

1

3

´ vod U

Spectrum Analyzer 1.5 je program pro zobrazovańı´, oznacˇovańı´ a analy´zu emisnıćh optickyćh spekter. Program je vyvı´jen na Katedrˇe fyzika´lnı´ elektroniky Prˇ´ırodoveˇdecke´ fakulty Masarykovy univerzity v Brneˇ. Domovska´ strańka programu je na adrese http://www.physics.muni.cz/∼zdnav/span/.

Obra´zek 1: Program Spectrum Analyzer 1.5

4

2


Databa´ze

Spolu s programem je doda´vańa databa´ze atomovyćh spektra´lnıćh cˇar a molekulovyćh pa´su˚. Databa´ze je rozdeˇlena do textovyćh souboru˚ podle jednotlivyćh prvku˚ a molekul. Soubory mohou by´t podle potrˇeby editovańy, je vsˇak prˇitom nutne´ dodrzˇet strukturu souboru, ko´dovańı´ konce rˇa´dku znaky CR-LF (textove´ soubory syste´mu˚ MS-DOS/Windows) a vzestupne´ setrˇ´ıdeˇnı´ podle vlnovyćh de´lek. Jmeńo souboru atomovyćh cˇar je slozˇeno ze znacˇky prvku, podtrzˇ´ıtka („ “) a velkyćh rˇ´ımskyćh cˇ´ıslic uda´vajıćıćh stupenˇ ionizace („I“, „II“). Jmeńo souboru molekulovyćh pa´su˚ je slozˇeno z prˇedpony „m “, oznacˇenı´ molekuly, podtrzˇ´ıtka a velkyćh rˇ´ımskyćh cˇ´ıslic uda´vajıćıćh stupenˇ ionizace.

2.1

Struktura souboru atoma´rnıćh cˇar

Prvnıćh peˇt rˇa´dku˚ souboru je vyhrazeno pro hlavicˇku. Tyto rˇa´dky jsou prˇi cˇtenı´ prˇeskakovańy, nelze je proto pouzˇ´ıt pro za´pis informace. Dalsˇ´ı rˇa´dky uzˇ tvorˇ´ı za´znamy k jednotlivy´m spektra´lnı´m cˇara´m. Za´znam je slozˇen z polozˇek pevne´ de´lky (viz tab. 1): Polozˇky jsou oddeˇleny mezerou. V za´znamu jsou pouzˇity 3 ru˚zne´ datove´ typy – celocˇ´ıselny´ typ (v programu Integer), re-


Polozˇka jmeńo prvku ionizace vlnova´ de´lka ve vzduchu relativnı´ intenzita Einsteinu˚v koeficient emise A sı´la oscila´toru sı´la cˇa´ry dekadicky´ logaritmus log(gf ) mı´ra prˇesnosti energie dolnı´ho stavu energie hornı´ho stavu moment hybnosti dolnı´ho stavu (kv. cˇ.) moment hybnosti hornı´ho stavu statisticka´ va´ha dolnı´ho stavu statisticka´ va´ha hornı´ho stavu konfigurace spektra´lnı´ termy typ, odkaz na literaturu

5

Jednotka

nm 1 108 s−1 1 1 eV eV 1 1 1 1

Typ String String Double Double Double Double Double Double String Double Double Double Double Integer Integer String String String

Znaku˚ 2 4 10 10 10 10 10 10 4 10 10 10 10 10 10 40 16 4, 14, 8

Tabulka 1: Struktura za´znamu atoma´rnıćh cˇar

a´lny´ typ (Double) a rˇeteˇzec (v programu String ru˚znyćh de´lek). Cˇ´ıselne´ hodnoty, jezˇ nejsou zna´my, lze nahradit spojovnı´kem (-) a jsou interpretovańy jako nulove´. Nevyplneˇne´ rˇeteˇzcove´ promeˇnne´ musı´ by´t tvorˇeny mezerami (vyjma poslednıćh na rˇa´dku).

6


2.2

Struktura souboru molekula´rnıćh pa´su˚

Soubory obsahujı´ polohy hlav vibracˇnıćh pa´su˚ elektronickyćh syste´mu˚ nebo prˇ´ımo polohy rotacˇnıćh cˇar. Hlavicˇka souboru je tvorˇena prvnı´mi cˇtyrˇmi textovy´mi rˇa´dky. S vy´jimkou prvnı´ho znaku v souboru je prˇeskakovańa. Prvnı´ znak uda´va´ typ koeficientu uva´deˇne´ho ve sloupci S: • • • •

F nebo „-“ – Francku˚v-Condonu˚v faktor, H – Ho¨nlu˚v-Londonu˚v faktor, A – Einsteinu˚v koeficient (pravdeˇpodobnost prˇechodu), i – intenzitnı´ faktor.

Polozˇky za´znamu molekulove´ho prˇechodu uda´va´ tabulka 2. Polozˇka za´znamu vlnova´ de´lka ve vzduchu frekvence relativnı´ intenzita vibracˇnı´ kvantove´ cˇ´ıslo (dolnı´ stav) vibracˇnı´ kvantove´ cˇ´ıslo (hornı´ stav) pravd. prˇechodu nebo FC/i/HL faktor vibr./rot. energie hornı´ho stavu pozna´mka (typ veˇtve apod.)

Jednotka nm 1014 Hz 1 1 1 10−20 J

Typ Double Double Double Integer Integer Double Double String

Znaku˚ 10 10 10 10 10 10 10 20

Tabulka 2: Struktura za´znamu molekula´rnıćh cˇar Databa´zove´ soubory jsou obvykle ulozˇeny v podadresa´rˇi Database v adresa´rˇi instalace. Mohou by´t vsˇak ulozˇeny i jinde,


7

je vsˇak nutne´ nastavit spra´vnou cestu v inicializacˇnı´m souboru analyzer.ini. Cestu k souboru˚m uda´va´ v sekci Files polozˇka Database. V programu jsou operace pracujıćı´ s databa´zı´ soustrˇedeˇny pod za´hlavı´m menu Database. Uzˇivatel ma´ v dialozıćh Database|Select Elements a Database|Select Molecules mozˇnost oznacˇit prvky (nebo molekuly), jejichzˇ spektra´lnı´ cˇa´ry nebo pa´sy ve spektru prˇedpokla´da´, a stupenˇ ionizace (I – pouze neutra´lnı´ atomy a molekuly, II – jednou ionizovane´ atomy a molekuly atd. 1 ). Cˇasto pouzˇ´ıvane´ skupiny prvku˚ nebo molekul lze v inicializacˇnı´m souboru analyzer.ini prˇeddefinovat a vy´beˇr pak mı´sto klepnutı´ na znacˇky realizovat vy´beˇrem polozˇky ze seznamu. Z cˇar vybranyćh prvku˚ a molekul je sestavena pracovnı´ databa´ze, na kterou se ostatnı´ komponenty programu obracı´ prˇi kazˇde´ cˇinnosti, pozˇadujı´-li se prˇitom tabulkove´ hodnoty. Pracovnı´ databa´zi lze v programu prohlı´zˇet prˇes polozˇky menu Database|Atomic Lines (atomova´ cˇa´st) a Database|Molecular Bands (molekulova´ cˇa´st). Database|Information vypisuje strucˇnou informaci o stavu databa´ze a Database|Database Folder vyhleda´ slozˇku s ulozˇeny´mi databa´zovy´mi soubory. Je-li v databa´zi atoma´rnıćh cˇar pouze jeden prvek a jeden stupenˇ ionizace, lze data 1 Dodana ´

databa´ze obsahuje pouze atoma´rnı´ cˇa´ry neutra´lnıćh a jedenkra´t ionizovanyćh atomu˚. Je vsˇak mozˇne´ ji doplnit i o spektra´lnı´ cˇa´ry iontu˚ vıćekra´t ionizovanyćh.

8


z databa´ze (jako naprˇ. Einsteinu˚v koeficient cˇi vlnovou de´lku) extrahovat do nove´ho textove´ho souboru ve formeˇ prˇehledove´ matice (polozˇka Database|Create Matrix), jejı´zˇ rˇa´dky a sloupce jsou dańy energiemi elektronovyćh stavu˚ nalezenyćh v databa´zi. Zdrojem atoma´rnıćh cˇar je databa´ze NIST na adrese http://physics.nist.gov/cgi-bin/AtData/main asd, vlnove´ de´lky molekula´rnıćh pa´su˚ jsou prˇevzaty zejmeńa z tabulek Pearse, Gaydon: Identification of Molecular Spectra.

3

Vstupnı´ soubor se spektrem

Program nacˇ´ıta´ textove´ soubory syste´mu˚ Windows a Unix a datove´ soubory Galactic Industries’s SPC data file. Textove´ soubory musı´ obsahovat min. dva sloupce, oddeˇlene´ bı´ly´mi znaky. Prvnı´ sloupec musı´ obsahovat vlnovou de´lku v nanometrech, druhy´ intenzitu v libovolnyćh jednotkaćh. Soubor musı´ by´t setrˇ´ıdeˇn vzestupneˇ podle vlnovyćh de´lek. Prˇ´ıpadne´ dalsˇ´ı sloupce jsou ignorovańy. Pocˇet rˇa´dku˚ nenı´ principia´lneˇ omezen, rozsa´hlejsˇ´ı soubory vsˇak mohou by´t v za´vislosti na konfiguraci pocˇ´ıtacˇe pomaleji zobrazovańy. Kromeˇ nameˇrˇenyćh dat soubor mu˚zˇe obsahovat textove´ komenta´rˇe. Podporovańy jsou dva zpu˚soby:


9

1. Celorˇa´dkovy´ komenta´rˇ ma´ na sve´ prvnı´ pozici znak mrˇ´ızˇe (#) nebo procenta (%). Vsˇechny dalsˇ´ı znaky na rˇa´dku pak tvorˇ´ı text komenta´rˇe. Je-li uvozovacı´m znakem procento, na´sledujıćı´ text za nı´m bude ignorovań, pouzˇijeme-li znak mrˇ´ızˇ, text komenta´rˇe bude nacˇten do programu a zobrazen (s vy´jimkou posloupnosti #=). 2. Ve formeˇ dalsˇ´ıho sloupce, oddeˇlene´ho od hodnoty intenzity asponˇ jednı´m bı´ly´m mı´stem. Tento komenta´rˇ vsˇak nelze nacˇ´ıst do programu. Podpora bina´rnıćh souboru˚ SPC je omezena na tzv. noveˇjsˇ´ı verzi GRAMS. Soubor SPC kromeˇ nameˇrˇenyćh dat obsahuje take´ informace o parametrech a nastavenı´ spektrometru. Tyto informace jsou automaticky nacˇ´ıtańy a zobrazovańy v okneˇ Comments.

4

Zobrazenı´ spektra

Pro spektra nacˇtena´ ze souboru v dialogu File|Open program vytva´rˇ´ı samostatna´ podrˇ´ızena´ okna MDI. V okneˇ je formou grafu zobrazovańa za´vislost I = I(λ), kde λ je vlnova´ de´lka v nanometrech a I je meˇrˇena´ intenzita v libovolnyćh jednotkaćh (a. u.). Mnoho operacı´ lze s grafem prova´deˇt pomocı´ mysˇi: • Poloha kurzoru v grafu je pru˚beˇzˇneˇ zobrazovańa v tlacˇ´ıtkove´ lisˇteˇ v prave´m hornı´m rohu hlavnı´ho okna pro-

10


•

• •

• •

gramu. Pokud jsou v grafu zobrazeny i jednotlive´ body, vypisuje se i index bodu, ktery´ je vlnovou de´lkou nejblı´zˇe kurzoru. Spektrum lze zveˇtsˇovat (zmensˇovat) pomocı´ vy´rˇezu grafu, ktery´ stanovı´me tazˇenı´m mysˇi prˇi stiskle´m leve´m tlacˇ´ıtku, nebo pomocı´ tlacˇ´ıtek nebo v tlacˇ´ıtkove´ lisˇteˇ prˇ´ıp. i nebo kla´vekla´vesami +, -. Zveˇtsˇenı´ zrusˇ´ıme tlacˇ´ıtkem sou u. Spektrem lze posouvat tazˇenı´m mysˇi prˇi stiskle´m prave´m tlacˇ´ıtku. V grafu lze meˇrˇit vzda´lenosti v nanometrech a jednotkaćh a. u. (tedy kuprˇ. rozdı´l vlnovyćh de´lek dvou spektra´lnıćh cˇar). Meˇrˇenı´ se realizuje jednoduchy´m kliknutı´m pravy´m tlacˇ´ıtkem mysˇi nad obeˇma mı´sty. Vzda´lenosti se spolu s jejich podı´lem (smeˇrnicı´ spojnice obou bodu˚) objevı´ ve stavove´m rˇa´dku. Identifikace cˇar se prova´dı´ po kliknutı´ levy´m tlacˇ´ıtkem mysˇi v blı´zkosti spektra´lnı´ cˇa´ry (viz oddı´l 5). Informace z databa´ze k oznacˇene´ atomove´ cˇa´rˇe se zobrazı´ po kliknutı´ levy´m tlacˇ´ıtkem mysˇi v oblasti cˇa´ry (viz obr. 2).

V grafu je standarneˇ zobrazovańa mrˇ´ızˇka a nejsou zvy´raznˇovańy jednotlive´ body krˇivky spektra. Tyto parametry meˇnı´ prˇ´ıkazy Graph|Grid a Graph|Points .


11

Obra´zek 2: Informace o spektra´lnı´ cˇa´rˇe.

Cˇasty´m pozˇadavkem prˇi vyhodnocovańı´ spekter je efektivnı´ prˇecha´zenı´ mezi jednotlivy´mi spektry nebo zobrazenı´ vıće spekter za´rovenˇ. Mezi spektry ulozˇeny´mi ve stejne´m adresa´rˇi lze po otevrˇenı´ jednoho ze spekter procha´zet pomocı´ tlacˇ´ıtek se nebo na kla´vessˇipkami vlevo a vpravo v tlacˇ´ıtkove´ lisˇteˇ nici. Tohoto rysu lze s vy´hodou vyuzˇ´ıt prˇi prohlı´zˇenı´ souboru˚ .bsp, nebot’ se soucˇasneˇ zobrazujı´ i popisy identifikovanyćh cˇar. Vıće spekter soucˇasneˇ lze zobrazit otevrˇenı´m neˇkolika samostatnyćh oken nebo podlozˇenı´m podkladovy´m spektrem. Prˇi prvnı´m zpu˚sobu je vhodne´ si obeˇ spektra rovnomeˇrneˇ rozlozˇit prˇes celou obrazovku prˇ´ıkazem Window|Tile z menu. Podkladove´ spektrum se vkla´da´ dialogovy´m oknem otevrˇeny´m

12


prˇes menu Graph|Background|Add nebo tlacˇ´ıtko . Jeho vlozˇenı´ lze vzhledem k pu˚vodnı´mu spektru ovlivnit nastavenı´m v cˇa´sti Options: • no adjustment – podkladove´ spektrum nenı´ upravovańo, • only shift – podkladove´ spektrum je posunuto tak, aby v oblasti spolecˇnyćh vlnovyćh de´lek byla hodnota pozadı´ prˇiblizˇneˇ stejna´, • adjust – intenzity podkladove´ho spektra jsou podle oblasti spolecˇnyćh vlnovyćh de´lek sˇka´lovańy do hodnot intenzit pu˚vodnı´ho spektra.

Obra´zek 3: Usnadneˇnı´ identifikace cˇar pomocı´ podkladove´ho spektra.


13

Obra´zek 4: Meˇrˇene´ spektrum dusı´ku podlozˇene´ spektrem vygenerovany´m z databa´ze. Zobrazen je i dialog pro vy´beˇr podkladove´ho spektra.

Mı´sto skutecˇne´ho spektra ulozˇene´ho v souboru lze jako podkladove´ spektrum pouzˇ´ıt obsah pracovnı´ databa´ze, filtrovany´ minima´lnı´ hodnotou intenzity spektra´lnı´ cˇa´ry v databa´zi. Spektra´lnı´ cˇa´ry jsou v grafu zobrazeny svisly´mi u´secˇkami, jejichzˇ de´lka je u´meˇrna´ intenziteˇ uvedene´ v databa´zi. Koeficient u´meˇrnosti meˇnı´ prˇ´ıkaz Graph|Background|Scale , ktery´ pozˇaduje zadańı´ na´sobitele soucˇasne´ho stavu. Zrusˇenı´ podkladove´ho spektra provede prˇ´ıkaz Graph|Background|Clear .

14

5


Oznacˇovańı´ spektra´lnıćh cˇar

Oznacˇenı´m spektra´lnı´ cˇa´ry je mysˇleno prˇirˇazenı´ spektra´lnı´ cˇa´ry z databa´ze, s tabulkovou vlnovou de´lkou, urcˇite´ dvojici [meˇrˇena´ vln. de´lka, meˇrˇena´ intenzita] ze vstupnı´ho souboru (tedy bodu v grafu) nebo i urcˇite´ hodnoteˇ meˇrˇene´ vlnove´ de´lky, neodpovı´da´li te´to vlnove´ de´lce (poloze maxima spektra´lnı´ cˇa´ry) zˇa´dna´ meˇrˇena´ hodnota. (Tato situace nastane, zacˇneme-li naprˇ. hledat polohu maxima cˇa´ry prolozˇenı´m krˇivky body spektra´lnı´ cˇa´ry.) Klikne-li uzˇivatel v prostoru grafu s u´myslem oznacˇit spektra´lnı´ cˇa´ru, nelze prˇedpokla´dat, zˇe prˇesneˇ oznacˇil strˇed spektra´lnı´ cˇa´ry. Je tedy veˇtsˇinou nutne´ prova´deˇt dohleda´vańı´ maxima spektra´lnı´ cˇa´ry a prˇ´ıpadneˇ prova´deˇt dalsˇ´ı korekce. Na druhe´ straneˇ by uzˇivatel meˇl mı´t mozˇnost prˇ´ımo v grafu ovlivnit hodnotu vlnove´ de´lky, ktera´ bude prˇepocˇ´ıtańa prˇi korekci vlnovyćh de´lek na tabulkovou. Program proto podporuje vıće zpu˚sobu˚ oznacˇenı´ cˇa´ry, ktere´ jsou prˇi kliknutı´ rozlisˇeny soucˇasny´m stiskem funkcˇnıćh kla´ves (viz tab. 3) Drzˇena´ kla´vesa nenı´ Shift Alt Ctrl

Zpu˚sob nalezenı´ vlnove´ de´lky pro prˇepocˇet plneˇ automaticke´ – hledańı´ maxima, korekce poloautomaticke´ – pouze hledańı´ maxima manua´lnı´ – vy´beˇr nejblizˇsˇ´ıho bodu manua´lnı´ – prˇesny´ vy´beˇr vlnove´ de´lky kurzorem

Tabulka 3: Funkcˇnı´ kla´vesy pro oznacˇovańı´ cˇar


15

Stisknutı´m prˇ´ıslusˇne´ kla´vesy uzˇivatel tedy stanovuje, jestli majı´ by´t realizovańy prvnı´ dveˇ operace z na´sledujıćı´ho seznamu operacı´ prova´deˇnyćh prˇi identifikaci cˇa´ry: 1. hledańı´ loka´lnı´ho maxima intenzity 2. uprˇesneˇnı´ vlnove´ de´lky strˇedu cˇa´ry 3. zobrazenı´ seznamu blı´zkyćh cˇar v databa´ze 4. kontrola vy´beˇru spektra´lnı´ cˇa´ry

5.1

Hledańı´ loka´lnı´ho maxima intenzity

Je rozumne´ pozˇadovat, aby uzˇivatel prˇi oznacˇovańı´ cˇa´ry nebyl nucen prˇesneˇ urcˇovat jejı´ maximum a mohl pouze kliknout v prostoru cˇa´ry a program sa´m maximum vyhledal. K tomu, aby hledańı´ maxima programem bylo u´speˇsˇne´, uzˇivatel musı´ mı´t na pameˇti: • Program zacˇ´ına´ s hledańı´m maxima smeˇrem k nizˇsˇ´ım vlnovy´m de´lka´m. • Bod, na ktery´ bylo kliknuto, musı´ lezˇet v oblasti, ve ktere´ je spektrum „prakticky“ rostoucı´ smeˇrem k pozˇadovane´mu maximu. • Mezi bodem kliknutı´ a maximem se mohou vyskytovat i jina´ loka´lnı´ maxima, je vsˇak nutne´, aby vy´sˇka teˇchto maxim byla nizˇsˇ´ı nezˇ hodnota uvedena´ (v menu polozˇka Options, na za´lozˇce Identification) v okeńkaćh Minimum Peak

16


Height, jezˇ uda´vajı´ minima´lnı´ vy´sˇku cˇa´ry2 , zvla´sˇt’ zleva a zprava, ktera´ nebude prˇeskakovańa. (Tato hodnota je te´zˇ pouzˇ´ıvańa prˇi urcˇovańı´ intenzity cˇar, tj. prˇi stanovenı´ pozadı´ cˇa´ry apod.)

Obra´zek 5: Urcˇenı´ loka´lnı´ho maxima intenzity Vliv parametru vy´sˇky cˇa´ry lze dokumentovat obra´zkem 5. Prˇedpokla´dejme, zˇe bylo kliknuto v mı´steˇ A. Vy´sˇka cˇa´ry B zprava je rovna trˇem bodu˚m. Potom je-li nastavena min. vy´sˇka zprava na hodnotu trˇi, program nalezne maximum oznacˇene´ pı´smenem B, pro veˇtsˇ´ı min. vy´sˇky nalezne maximum v mı´steˇ C. Podstatna´ je v tomto prˇ´ıpadeˇ hodnota druhe´ho bodu cˇa´ry C zleva (v u´rovni pı´smene B), jehozˇ intenzita musı´ by´t pro dalsˇ´ı 2 Vy ´ sˇkou

cˇa´ry je mysˇlen pocˇet bodu˚, ktere´ ji tvorˇ´ı.


17

hledańı´ maxima smeˇrem doprava veˇtsˇ´ı nezˇ intenzita maxima cˇa´ry B.

5.2

Uprˇesneˇnı´ vlnove´ de´lky strˇedu cˇa´ry

Mı´sto maxima´lnı´ intenzity, vyhledane´ programem, nemusı´ vlivem nizˇsˇ´ıho rozlisˇenı´ odpovı´dat skutecˇne´ centra´lnı´ vlnove´ de´lce. Na vineˇ prˇitom mu˚zˇe by´t nejen nedostatecˇne´ rozlisˇenı´ vln. de´lek (zpu˚sobene´ maly´m pocˇtem cˇar difrakcˇnı´ mrˇ´ızˇky, velikostı´ pixelu CCD cˇipu, posunem fotona´sobicˇe apod.), ale take´ maly´ rozsah AD prˇevodnı´ku, jenzˇ se projevı´ orˇezańı´m intenzit maxima´lnı´ hodnotou prˇevodnı´ku. Vlnove´ de´lky takto orˇezanyćh cˇa´r mohou by´t vy´sˇe uvedeny´m postupem urcˇeny velmi neprˇesneˇ.

Obra´zek 6: Uprˇesneˇnı´ loka´lnı´ho maxima intenzity

18


Zprˇesneˇnı´ je prova´deˇno tı´m zpu˚sobem, zˇe jsou nalezeny od maxima nejvzda´leneˇjsˇ´ı body, jejichzˇ intenzita je vu˚cˇi intenziteˇ maxima v toleranci stanovene´ v nastavenıćh polozˇkou Cut-off Tolerance. Z nich je potom vypocˇ´ıtań aritmeticky´ pru˚meˇr. Rozdı´l v urcˇenı´ strˇedu cˇa´ry je patrny´ z obr. 6, bez korekce skoncˇ´ı hledańı´ v bodech A, s korekcı´ v bodech B. (Obra´zek zna´zornˇuje vy´sledky hledańı´ maxima zleva a zprava.)

5.3

Zobrazenı´ seznamu blı´zkyćh cˇar v databa´ze

Po stanovenı´ vlnove´ de´lky je uzˇivateli zobrazen seznam spektra´lnıćh cˇar (nebo hlav spektra´lnıćh pa´su˚) z databa´ze. Seznam obsahuje identifikaci cˇa´ry, jejı´ vlnovou de´lku, rel. tabulkovou intenzitu a informaci, zda ma´ vyplneˇny polozˇky potrˇebne´ pro dalsˇ´ı vy´pocˇty (naprˇ. pro vy´pocˇet teploty). Interval vlnovyćh de´lek zobrazenyćh cˇar lze nastavit parametrem Halfbandwidth of Offered lines, ktery´ uda´va´ polovinu sˇ´ırˇky tohoto intervalu. Pod seznamem je zobrazena vlnova´ de´lka nalezene´ho maxima, ktera´ se veˇtsˇinou lisˇ´ı od vlnove´ de´lky, na kterou naposledy ukazoval kurzor mysˇi a kterou je mozˇne´ prˇecˇ´ıst v prave´m hornı´m rohu hlavnı´ho okna aplikace. Po zobrazenı´ okna se v seznamu zvy´raznı´ nejblizˇsˇ´ı cˇa´ra nalezena´ v pracovnı´ databa´zi. Tato cˇa´ra vsˇak samozrˇejmeˇ nemusı´ by´t cˇa´rou skutecˇneˇ spra´vnou, nebot’ za´lezˇ´ı na spra´vne´m slo-


19

zˇenı´ pracovnı´ databa´ze a kvaliteˇ prˇirˇazenı´ vlnovyćh de´lek v nameˇrˇene´m spektru (tj. na odchylce vlnovyćh de´lek od spra´vnyćh hodnot). Nenı´-li spra´vna´ cˇa´ra automaticky zvy´razneˇna, oznacˇ´ıme ji v seznamu rucˇneˇ. Pro kontrolu spra´vnosti vy´beˇru je mozˇne´ si do meˇrˇene´ho spektra nechat prˇiblizˇneˇ vykreslit cˇa´ry z blı´zkosti aktua´lneˇ vybrane´ cˇa´ry (viz obr. 7). Ze seznamu se kreslı´ pouze ty cˇa´ry, ktere´ majı´ jistou minima´lnı´ intenzitu. Take´ je mozˇne´ omezit jejich pocˇet, je-li seznam prˇ´ılisˇ rozsa´hly´.

Obra´zek 7: Zobrazenı´ pozice blı´zkyćh cˇar v databa´zi. Jsme-li s vy´beˇrem cˇa´ry spokojeni, sliskneme tlacˇ´ıtko OK a cˇa´ra je v grafu oznacˇena. Pokud byla vlnova´ de´lka maxima stanovena tak, zˇe neodpovı´da´ vlnove´ de´lce zˇa´dne´ho bodu ve vstupnı´m souboru, popiska se prˇirˇadı´ k nejblizˇsˇ´ımu bodu spek-

20


tra. Pro pocˇ´ıtańı´ korekcı´ je vsˇak pouzˇ´ıvańa stanovena´ vlnova´ de´lka maxima (nikoliv nejblizˇsˇ´ıho bodu).

5.4

Kontrola vy´beˇru spektra´lnı´ cˇa´ry

Prvnı´ kontrola vy´beˇru cˇa´ry je prova´deˇna jizˇ prˇi kliknutı´ na cˇa´ru spektra. Pokud je tato cˇa´ra jizˇ oznacˇena, namı´sto okna vy´beˇru je zobrazeno okno s jejı´mi charakteristikami (zatı´m pouze pro atoma´rnı´ cˇa´ry, viz obr. 2). Vıćena´sobne´ pouzˇitı´ jedne´ tabulkove´ cˇa´ry je hlı´dańo i prˇi vy´beˇru cˇa´ry ze seznamu. Program vıćena´sobne´ pouzˇitı´ nedovolı´ zneprˇ´ıstupneˇnı´m tlacˇ´ıtka OK. Program take´ kontroluje nesmyslne´ urcˇenı´ cˇar – nenı´ naprˇ. mozˇne´ prˇehodit porˇadı´ cˇar. Seznam urcˇenyćh cˇar obdrzˇ´ıme po vybrańı´ polozˇky Spectrum|Recognized Lines . Seznam mu˚zˇe by´t uzˇitecˇny´, chceme-li zrusˇit oznacˇenı´ jizˇ urcˇenyćh cˇar. V tomto prˇ´ıpadeˇ prˇi zvy´razneˇne´ cˇa´rˇe stiskneme kla´vesu Delete. Zrusˇenı´ vsˇech oznacˇenyćh cˇar lze snadno prove´st volbou polozˇky Spectrum|Delete Recognized Lines v menu.

6

Korekce vlnovyćh de´lek

Jedna nebo vıće identifikovanyćh cˇar mu˚zˇe by´t pouzˇita k opraveˇ vlnovyćh de´lek spektra prˇ´ıkazem Spectrum|Correct Wavelengths|From


Lines in Graph

21

. Jejich pocˇet slouzˇ´ı ke zvolenı´ metody opravy:

• jedna cˇa´ra – spektrum se posune o rozdı´l λtab − λměř , • dveˇ, trˇi cˇa´ry – provede se linea´rnı´ interpolace mezi vlnovy´mi de´lkami cˇar, linea´rnı´ extrapolace vneˇ cˇar, • cˇtyrˇi a vıće – mezi vybrany´mi spektra´lnı´mi cˇarami se interpoluje splajnem, vneˇ urcˇenyćh cˇar se vlnove´ de´lky prˇepocˇ´ıta´vajı´ linea´rnı´ extrapolacı´. Po provedenı´ korekce je prˇekreslen graf spektra. Prˇi urcˇovańı´ dalsˇ´ıch spektra´lnıćh cˇar se uzˇivatel tedy orientuje uzˇ podle opravenyćh vlnovyćh de´lek. Je proto du˚lezˇite´, aby provedeny´ prˇepocˇet vycha´zel ze spra´vneˇ urcˇenyćh cˇar. Beˇzˇny´ postup je proto takovy´, zˇe postupneˇ urcˇujeme cˇa´ry a zprˇesnˇujeme prˇepocˇet vlnovyćh de´lek. Prˇepocˇ´ıta´vajı´ se vzˇdy „nameˇrˇene´“ vlnove´ de´lky – tj. hodnoty vlnove´ de´lky ze vstupnı´ho souboru se spektrem. Kontrolu prˇepocˇtu na´m poskytuje graf korekcı´ , ktery´ zobrazuje prˇepocˇtovou krˇivku λopravená = f (λměřená ). Je samozrˇejme´, zˇe ma´-li postup ve´st k zprˇesneˇnı´ vlnovyćh de´lek, je nutne´ k vy´pocˇtu opravy pouzˇ´ıvat spektra´lnı´ cˇa´ry, jejichzˇ vlnovou de´lku lze v grafu spra´vneˇ stanovit. Jsou proto vhodneˇjsˇ´ı dobrˇe atomove´ cˇa´ry nezˇ hlavy molekulovyćh pa´su˚. Prˇepocˇet nameˇrˇenyćh vlnovyćh de´lek na opravene´ lze ulozˇit jako tzv. sˇablonu a aplikovat jej i na jine´ spektrum. Prˇ´ıkaz Spectrum|Create Wavelength Template ulozˇ´ı krˇivku se zadany´m na´zvem a popisem do souboru wavelength.ini. Sou-

22


cˇasneˇ se v cˇa´sti menu Spectrum|Correct Wavelengths objevı´ polozˇka se stejny´m jmeńem prova´deˇjıćı´ pozˇadovany´ prˇepocˇet. Sˇablonu pro prˇepocˇet vlnovyćh de´lek lze vytva´rˇet i rucˇneˇ editacı´ souboru wavelength.ini. Slozˇku se sˇablonami otevı´ra´ prˇ´ıkaz Spectrum|Templates Folder. Prˇepocˇtova´ krˇivka nemusı´ by´t nutneˇ ulozˇena v souboru wavelength.ini, mu˚zˇe by´t zadańa i ve formeˇ odkazu na externı´ soubor (viz prˇ´ıklady v souboru wavelength.ini). Pro externı´ soubory je preferovańa slozˇka Corrections, umı´steˇna´ ve stejne´m adresa´rˇi, jako je umı´steˇn soubor wavelength.ini. Na´vrat k pu˚vodnı´m nameˇrˇeny´m hodnota´m zajisˇt’uje prˇ´ıkaz Spectrum|Callback Corrections .

7

Korekce intenzit

Program podporuje neˇkolik zpu˚sobu˚ opravy intenzitnıćh hodnot. Jsou to zejmeńa • deˇlenı´ korekcˇnı´ krˇivkou Iopr (λ) =

Ipuv (λ) , f (λ)

kde korekcˇnı´ krˇivka f mu˚zˇe by´t zadańa: ∗ polynomem sedme´ho rˇa´du f (λ) = C0 + C1 · λ + C2 · λ2 + . . . + C7 · λ7 ,


23

∗ interpolacˇnı´m splajnem – min. cˇtyrˇmi dvojicemi [λ, f (λ)]. Tento zpu˚sob je zvla´sˇteˇ vhodny´ pro opravu spektra na spektra´lnı´ citlivost spektrometru danou funkcı´ f (λ). • prˇicˇtenı´ krˇivky – vhodne´ naprˇ. pro odecˇtenı´ pozadı´ spektra: ∗ polynomu sedme´ho rˇa´du, ∗ interpolacˇnı´ho splajnu • rucˇnı´ u´prava spektra – zapnutı´m polozˇky menu Manually in Graph se program prˇepne do mo´du, ve ktere´m se stiskem kla´vesy CTRL a leve´ho cˇi prave´ho tlacˇ´ıtka mysˇi nastavujı´ meze. Kla´vesami PgUp, PgDn (hrubeˇ) nebo sˇipkami nahoru, dolu˚ (jemneˇ) prˇ´ıpadneˇ kolecˇkem mysˇi (velmi jemneˇ) lze vybranou cˇa´st spektra posouvat nahoru cˇi dolu˚. Tato metoda je vhodna´ v prˇ´ıpadeˇ, zˇe program pro ovla´dańı´ spektrometru nespra´vneˇ spojil jednotlive´ oblasti z detektoru CCD. Rezˇim se opustı´ odznacˇenı´m polozˇky Manually in Graph . Korekcˇnı´ krˇivky je nutne´ veˇtsˇinou vytvorˇit oddeˇleneˇ. Do programu se vkla´dajı´ ve formeˇ sˇablon, ulozˇenyćh v adresa´rˇi sˇablon v souboru intensity.ini. Slozˇku se sˇablonami otevı´ra´ prˇ´ıkaz Spectrum|Templates Folder. U sˇablony se rozlisˇuje druh (kind) a typ (type). Druh uda´va´, jaka´ operace bude se sˇablonou prova´deˇna. Mu˚zˇe proto naby´vat hodnot correction – oprava deˇlenı´m a shift – posun prˇicˇtenı´m. Typ uda´va´, jak

24


jsou data zadańa. Mu˚zˇe mı´t hodnoty multinominal – polynom, data – interneˇ zadany´ splajn a datafile – externeˇ zadany´ splajn. Podle typu se lisˇ´ı i dalsˇ´ı polozˇky sˇablony. Prˇ´ıklady: [Triax550-g1200: 300-950 nm] Kind=correction ; s ˇablona pro opravu spektra ´lnı ´ citlivosti Type=datafile ; data pro splajn budou hleda ńa v souboru From=300 ; oblast aplikovatelnosti s ˇablony To=950 Filename=C:\Documents and Settings\zdnav\Data aplikacı ´\Spectrum Analyzer 1.5\Corrections\Int_triax550_1200.txt [Divide by 2: whole range] Kind=correction ; s ˇablona pro de ˇlenı ´ intenzity dve ˇma Type=data ; data pro splajn jsou zada ńa interne ˇ Count=4 ; poc ˇet bodu ˚ >= 4 x1=400 y1=2 x2=450 y2=2 x3=500 y3=2 x4=600 y4=2 [Shift -1000: whole range] Kind=shift ; s ˇablona pro odec ˇtenı ´ pozadı ´ v hodnote ˇ 1000 Type=multinominal C0=-1000 [Shift variable: 300-800 nm] Kind=shift ; s ˇablona pro odec ˇtenı ´ linea ´rne ˇ rostoucı ´ho Type=multinominal ; pozadı ´ z 0 (300 nm) .. 1000 (800 nm) From=300 To=800


C0=0 C1=-2

25

; nm-1, ostatnı ´ koeficienty jsou rovny nule

Sˇablony pro zmeˇnu intenzity polynomem lze vytva´rˇet prˇ´ımo v programu. Polozˇkou menu Create Intensity Template vyvola´me dialog, ve ktere´m postupneˇ zada´me na´zev sˇablony, druh, obeˇ vlnove´ de´lky od-do urcˇujıćı´ meze aplikovatelnosti sˇablony a koeficienty polynomu (od nulte´ho vy´sˇe). Meze mohou by´t nulove´, v tomto prˇ´ıpadeˇ se sˇablona bude aplikovat na cele´ spektrum. Hodnoty se oddeˇlujı´ cˇa´rkou, desetinny´m oddeˇlovacˇem je tecˇka. U polynomu musı´ by´t zadań asponˇ nulty´ cˇlen. Pro externı´ soubory je preferovańa slozˇka Corrections ve adresa´rˇi sˇablon.

8

Automaticka´ identifikace spektra´lnıćh cˇar

Pokud je prˇirˇazenı´ vlnovyćh de´lek dostatecˇneˇ prˇesne´, naprˇ. po provedene´ korekci, je mozˇne´ prove´st automatickou identifikaci (Spectrum| Assign Lines), ktera´ ve spektru nalezeny´m cˇara´m prˇirˇadı´ nejblizˇsˇ´ı cˇa´ru z pracovnı´ databa´ze. Nastavenı´ pro tuto proceduru jsou: • Minimum Line Intensity – minima´lnı´ vy´sˇka cˇa´ry v procentech vu˚cˇi nejvysˇsˇ´ı cˇa´rˇe ve spektru, • Maximum Wavelength Difference – maxima´lnı´ rozdı´l mezi

26


vlnovou de´lkou v nameˇrˇene´m spektru a tabulkovou hodnotou, prˇi ktere´m jesˇteˇ dojde k prˇirˇazenı´, • Minimum Peak Height – minima´lnı´ vy´sˇka cˇa´ry v bodech, ktera´ nebude prˇeskakovańa, zvla´sˇt’zleva a zprava. Vy´sledek automaticke´ho prˇirˇazenı´ ovsˇem nemusı´ odpovı´dat skutecˇnosti. Za´visı´ totizˇ na spra´vne´m vy´beˇru pracovnı´ databa´ze, kvaliteˇ opravy vlnovyćh de´lek i na mozˇstvı´ cˇar v databa´zi.

9 9.1

Vy´pocˇty ze spekter Vy´pocˇet teploty

Program umozˇnˇuje prova´deˇt vy´pocˇty z intenzit atoma´rnıćh cˇar (elektronova´ teplota), z hlav molekula´rnıćh pa´su˚ (vibracˇnı´ teplota) nebo z rotacˇnıćh cˇar (rotacˇnı´ teplota). V vsˇech prˇ´ıpadech je za intenzitu cˇa´ry (pa´su) povazˇovańa jejı´ vy´sˇka (vy´sˇka hlavy), namı´sto integrovane´ intenzity. Vy´pocˇet elektronove´ teploty vycha´zı´ ze vztahu Ii→j =

1 · Aij · ni · hνij 4π

Za prˇedpokladu obsazenı´ hladin v souladu s Boltzmannovy´m rozdeˇlenı´m i gi ni = e− κ·T σ


27

a poneˇvadzˇ platı´ Aij gi =

2 2πe2 νij · fji gj 0 mc3

pro intenzitu za´rˇenı´ dostaneme Ii→j =

i he2 · fji gj e− κ·T 3 20 σmλ

Logaritmovańı´m vztahu dostaneme rovnici prˇ´ımky, z jejı´zˇ smeˇrnice lze urcˇit elektronovou teplotu: ln(Iij ) − [ln(10) log10 (fji gj ) − 3 ln(λ)] ∼ −

1 i · T κ

Vibracˇnı´ a rotacˇnı´ teplota se stanovı´ obdobny´m zpu˚sobem ze vztahu˚ 0 0

0

0v

Inn00vv00 = Cnn00 ν 4 qv0 v00 e− kT , kde qv0 v00 je Francku˚v-Condonu˚v faktor a 0 0

0

0 0

0 rot

Inn00vv00JJ 00 = Cnn00vv00 ν 4 SJ 0 J 00 e− kT , kde SJ 0 J 00 je Ho¨nlu˚v-Londonu˚v faktor, C je pro dany´ vy´beˇr cˇar nebo hlav konstanta. Z vy´sˇe uvedenyćh vztahu˚ vyply´va´, zˇe atoma´rnı´ cˇa´ry pro vy´pocˇet teploty musı´ mı´t v databa´zi zadańu polozˇku log10 (gf )

28


a energii hornı´ho stavu i , hlavy molekula´rnıćh pa´su˚ frekvenci za´rˇenı´ ν, Francku˚v-Condonu˚v faktor qv0 v00 a energii hornı´ho vibracˇnı´ho stavu a rotacˇnı´ cˇa´ry frekvenci za´rˇenı´, Ho¨nlu˚vLondonu˚v/intenzitnı´ faktorSJ 0 J 00 faktor (viz oddı´l 2.2) a energii hornı´ho rotacˇnı´ho stavu 0 . Zda jsou pozˇadovane´ informace vyplneˇny uda´va´ symbol „y“ nebo „n“ u kazˇde´ cˇa´ry v seznamu nabı´zenyćh a rozpoznanyćh cˇar. Spektra´lnı´ cˇa´ry nebo pa´sy pro vy´pocˇet teploty mu˚zˇeme vybrat dveˇma zpu˚soby: 1. oznacˇenı´m cˇa´ry v grafu – v tomto prˇ´ıpadeˇ v prˇedcha´zejıćıćh kapitolaćh popsany´m zpu˚sobem vybereme patrˇicˇne´ spektra´lnı´ cˇa´ry a v menu zvolı´me Analysis|Temperature|From Graph. 2. zadańı´m pomocı´ sˇablony – cˇa´ry se neoznacˇujı´. Pouze se vybere jedna z dalsˇ´ıch polozˇek v cˇa´sti Analysis|Temperature v menu. V obou prˇ´ıpadech se provede na´sledujıćı´ 1. Uprˇesnˇuje se poloha maxima´lnı´ intenzity cˇa´ry. Tato rutina zprˇesnˇuje vy´sledek, pokud se vlnova´ de´lka spektra´lnı´ cˇa´ry mı´rneˇ zmeˇnila. 2. Stanovuje se vy´sˇka cˇar odecˇtenı´m u´rovneˇ pozadı´. Stanovenı´ u´rovneˇ pozadı´ vycha´zı´ z nalezenı´ krajnıćh bodu˚ spektra´lnı´ cˇa´ry metodou sestupu, ktera´ koncˇ´ı prˇi nalezenı´ zacˇa´tku dalsˇ´ı cˇa´ry. Metoda je parametrizovańa mini-


29

ma´lnı´ vy´sˇkou cˇa´ry (polozˇka Minimum Peak Height v Identification) a maxima´lnı´m pocˇtem bodu˚, o ktere´ se lze prˇi hledańı´ pozadı´ posunout (polozˇkyBackground Seeking Limits3 v Analysis zvla´sˇt’pro atoma´rnı´ cˇa´ry a molekulove´ hlavy). Nulovy´ pocˇet bodu˚ v jednom smeˇru hledańı´ (smeˇru ke kratsˇ´ım vlnovy´m de´lka´m odpovı´da´ prvnı´ hodnota) se interpretuje jako hledańı´ pouze v druhe´m smeˇru (vhodne´ pro molekulove´ pa´sy s fialovy´m odstıńeˇnı´m). V prˇ´ıpadeˇ nenulovyćh hodnot v obou smeˇrech se pozadı´ cˇa´ry urcˇ´ı interpolacı´ obou nalezenyćh pozadı´. 3. Z intenzit opravenyćh o u´rovenˇ pozadı´ je stanovena teplota, jejı´ chyba a korelacˇnı´ koeficient. Vy´sledky jsou zapsańy do okna vy´sledku˚. Okno lze zobrazit z menu prˇ´ıkazem Window|Reports. 4. Do grafu oprav je vynesena pyrometricka´ prˇ´ımka. 5. Do spektra jsou vyneseny body odpovı´dajıćı´ nalezeny´m hodnota´m pozadı´. Pokud je zatrhnuta volba Correct Wavelengths v cˇa´sti Analysis, je provedena i korekce vlnovyćh de´lek. Sˇablonu pro vy´pocˇet teploty mu˚zˇeme vytvorˇit rucˇneˇ nebo cˇasteˇji s pomocı´ programu. Vypocˇteme-li teplotu prˇ´ımo ze spektra vy´sˇe uvedeny´m zpu˚sobem, zvolı´me v menu mozˇnost Ana3 Dvojice, ktere ´ se v teˇchto prvcıćh nastavujı´, lze prˇeddefinovat v inicializacˇ-

nı´m souboru analyzer.ini.

30


lysis|Create Temperature Template, zada´me na´zev sˇablony a prˇ´ıpadny´ komenta´rˇ a sˇablona se vytvorˇ´ı. Tuto sˇablonu pak mu˚zˇeme pouzˇ´ıt pro vy´pocˇet teploty z podobnyćh spekter (s prˇiblizˇneˇ stejny´mi polohami maxim cˇar), ktera´ cˇasto dostaneme, pouzˇ´ıva´me-li spektrometr bez pohyblivyćh cˇa´stı´ nebo byla-li spektra nameˇrˇena v ra´mci jedne´ se´rie. Sˇablona pro vy´pocˇet vibracˇnı´ teploty z cˇa´sti druhe´ho pozitivnı´ho syste´mu dusı´ku mu˚zˇe vypadat naprˇ. na´sledovneˇ: [N2-02] Kind=molecular, N2, I Count=3 r1=371.05 r2=375.54 r3=380.49 m1=371.045 m2=375.515 m3=380.375

Symbol r[c ˇı ´slo] znacˇ´ı tabulkovou hodnotu vlnove´ de´lky spektra´lnı´ cˇa´ry, symbol m[c ˇı ´slo] vlnovou de´lku ze vstupnı´ho ˇ souboru. Sablony jsou ulozˇeny v souboru temperature.ini ve slozˇce sˇablon. Sˇablony mu˚zˇeme pouzˇ´ıvat pro hromadne´ vy´pocˇty teplot. Typicky´m prˇ´ıkladem je stanovenı´ za´vislosti teploty na cˇase ze spekter meˇrˇenyćh po urcˇite´m cˇasove´m intervalu. Vy´pocˇet teploty z veˇtsˇ´ıho mnozˇstvı´ souboru˚ provedeme na´sledovneˇ: 1. zavrˇeme vesˇkera´ okna se spektry, 2. v menu zvolı´me sˇablonu (v cˇa´sti Analysis|Temperature),


31

3. v otevrˇene´m dialogove´m okneˇ najdeme adresa´rˇ se soubory a oznacˇ´ıme je pomocı´ mysˇi a kla´ves Ctrl nebo Shift. Chovańı´ programu se da´le lisˇ´ı podle nastavene´ stylu zobrazovańı´ (cˇa´st Analysis polozˇka Multiple Analysis Open Style): • Non-visual – Vy´sledky jsou pouze vypisovańy do okna Reports (doporucˇeny´ zpu˚sob). • Graph – Je navıć zobrazeno i okno s body oznacˇujıćı´mi urcˇene´ u´rovneˇ pozadı´, uzˇivatel je dota´zań, ma´-li se teplota z tohoto spektra vypisovat do okna Reports. Rozsah zobrazovanyćh vlnovyćh de´lek se stanovuje polozˇkami Minimum Wavelength a Maximum Wavelength. • Visual – Ke kazˇde´mu spektru je vytvorˇeno vlastnı´ okno (jak se deˇje, kdyzˇ uzˇivatel otevı´ra´ spectrum ze souboru). Uzˇivatel tak mu˚zˇe se spektrem da´le pracovat. Tento styl je vhodny´ pouze pro maly´ pocˇet spekter (asi desı´tky). Nedoporucˇuje se pouzˇ´ıvat soucˇasneˇ s veˇtsˇ´ım mnozˇstvı´m souboru˚ a s operacˇnı´mi syste´my Windows 9x, ME.

9.2

Integrace

Pro urcˇenı´ integrovane´ intenzity je do programu vestaveˇn tzv. integracˇnı´ rezˇim, do ktere´ho se program prˇepne oznacˇenı´m polozˇky Analysis|Integrate . Meze integrace lze v neˇm meˇnit prˇi stisku kla´vesy CTRL a leve´ho nebo prave´ho tlacˇ´ıtka mysˇi. Vl-

32


Obra´zek 8: Vy´pocˇet vibracˇnı´ teploty ze spektra N2 . nove´ de´lky hranic intervalu, integrovana´ intenzita a hodnota pozadı´ jsou vypisovańy do okna Reports prˇi stisku kla´vesy p. V rezˇimu integrace nelze oznacˇovat nove´ cˇa´ry. Rezˇim se opustı´ odznacˇenı´m polozˇky Integrate .

10

Vy´stup programu

Program v soucˇasnosti podporuje tyto vy´stupy: • ulozˇenı´ spektra do textove´ho souboru s prˇ´ıponou bsp. Soubor .bsp obsahuje peˇt sloupcu˚ dat:


33

Obra´zek 9: Vy´pocˇet rotacˇnı´ teploty ze spekra OH.

1. 2. 3. 4. 5.

meˇrˇena´ vlnova´ de´lka (ze vstupnı´ho souboru), meˇrˇena´ intenzita (ze vstupnı´ho souboru), opravena´ vlnova´ de´lka (po korekci vln. de´lek), opravena´ intenzita (po korekci intenzit), oznacˇenı´ cˇa´ry zacˇ´ınajıćı´ znaky a nebo m (atomova´ cˇa´ra nebo molekulova´ cˇa´ra cˇi hlava) a vlnova´ de´lka v oznacˇenı´ musı´ by´t zadańa dostatecˇneˇ prˇesneˇ (v nanometrech na 5 desetinnyćh mı´st). Soucˇa´stı´ pozna´mky take´ mu˚zˇe by´t u´daj obsahujıćı´ uprˇesneˇnou meˇrˇenou vlnovou de´lku cˇa´ry, pokud se tato nesho-

34


duje s nameˇrˇenou vln. de´lkou bodu. Kromeˇ uvedenyćh dat jsou soucˇa´stı´ souboru .bsp celorˇa´dkove´ komenta´rˇe zacˇ´ınajıćı´ znakem #. Komenta´rˇe se prˇebı´rajı´ ze vstupnı´ho souboru (naprˇ. souboru .spc) nebo jsou vytva´rˇeny programem. Soubor .bsp mu˚zˇe by´t bezeztra´toveˇ zpeˇtneˇ nacˇten do programu. Program prˇi jeho otevrˇenı´ podle pozna´mek vyhleda´ cˇa´ry v databa´zi a zavede je do seznamu rozpoznanyćh cˇar. Soubor bsp lze rovneˇzˇ importovat jako textovy´ soubor do programu Microcal Origin nebo prˇ´ımo pouzˇ´ıt v programu Gnuplot. • export prˇ´ıkazu˚ pro Gnuplot – program do souboru .plt vlozˇ´ı obsah souboru Gnuplot.txt v konfiguracˇnı´m adresa´rˇi, ktery´ si uzˇivatel mu˚zˇe libovolneˇ upravovat, prˇ´ıkazy pro oznacˇenı´ cˇar a prˇ´ıkaz tisku grafu plot. Nejsou ukla´dańa zˇa´dna´ data! Tato vstupnı´ data prˇ´ıkaz plot ocˇeka´va´ v souboru bsp se stejny´m jmeńem, jake´ bylo zadańo pro soubor skriptu. Je tedy nutne´ ulozˇit spektrum i jako soubor .bsp. • export prˇ´ıkazu˚ pro Microcal Origin – program do souboru .ogs vlozˇ´ı prˇ´ıkazy programu Origin pro nacˇtenı´ souboru .bsp a vytvorˇenı´ grafu. Nejsou ukla´dańa zˇa´dna´ data! Tato vstupnı´ data jsou ocˇeka´vańa v souboru .bsp se stejny´m jmeńem a ve stejne´m mı´steˇ, jake´ bylo zadańo pro soubor skriptu. Je tedy nutne´ ulozˇit spektrum i jako soubor .bsp.


•

• • •

35

Byl-li soubor .bsp ulozˇen ze zdrojove´ho souboru .spc, je nutne´ dodatecˇneˇ odstranit pozna´mky v souboru .bsp. Jinak program Origin pro velky´ pocˇet rˇa´dku˚ komenta´rˇu˚ nemusı´ rozpoznat forma´t dat v souboru. kopie grafu˚ (spektra nebo korekce cˇi pyrometricke´ prˇ´ımky) do schrańky Windows ve formeˇ bitmapy nebo souboru WMF (polozˇka menu Edit|Copy as BMP nebo Edit|Copy as WMF), ulozˇenı´ grafu˚ ve stejnyćh forma´tech do souboru s bı´ly´m pozadı´m (prˇi aktivnı´m okneˇ grafu zvolı´me File|Save As), tisk spektra prˇ´ımo na tiska´rneˇ, vy´hodou je velke´ rozlisˇenı´ (File|Print ) Vy´stupy vy´pocˇtu˚ do okna Reports mohou by´t snadno zkopı´rovańy do schrańky nebo ulozˇeny do textove´ho souboru.

Spectrum Analyzer, na´vod pro uzˇivatele c Zdeneˇk Navra´til, 2005

Masarykova univerzita v Brneˇ Cˇeska´ republika

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ. Spectrum Analyzer 1.5

Recommend Documents