Spectres d'émission et d'absorption dans ta NumWorks

[Admin]

A la rentrée 2019 en Seconde, le programme de Physique-Chimie fait en effet appel aux scripts Python afin d'illustrer graphiquement divers phénomènes physiques. La NumWorks est à ce jour la seule calculatrice venant avec un langage Python qui intègre des possibilités graphiques.

Dans un article précédent, nous traitions déjà de mettre le spectre continu de la lumière visible dans ta NumWorks.

Voici aujourd'hui un script Python toujours dans le cadre de la partie Vision et image du programme de Seconde, mais qui va ici un petit peu plus loin en te juxtaposant les spectres de raies d'émission et d'absorption d'un élément chimique au choix. En prime il tient même compte de l'intensité pour chaque affichage de raie !

Une belle illustration des formidables capacités graphiques du Python sur calculatrice NumWorks, sans comparaison possible à ce jour !

Les données sont extraites du catalogue Line Spectra of the Elements de 1981 par Reader J. et Corliss Ch.H..

Toutefois, seules les données concernant les 8 premiers éléments chimiques sont actuellement incluses dans le script, soit tout de même déjà 443 raies, transcodées dans un format binaire afin de minimiser la place occupée en mémoire.

Malheureusement, le facteur limitant nous empêchant d'intégrer davantage d'éléments dans ce script est la capacité de la mémoire de travail Python NumWorks, avec seulement dans les 16Kio, actuellement la pire capacité parmi toutes les solutions concurrentes.

Téléchargement : archives_voir.php?id=2119058

Sources données :

• données texte pour traitement automatisé
• interface SQL de consultation données en ligne
• catalogue PDF intégral

[critor]

Pour ceux qui voudraient tenter d'intégrer davantage d'éléments, ou remplacer les 8 éléments intégrés par défaut, je joins la feuille de calcul qui intègre les 17016 raies visibles, et les transcode au format binaire minimisé choisi pour le script.

[parisse]

J'ai un portage pour KhiCAS, mais il y a encore des problemes:
https://www-fourier.ujf-grenoble.fr/~parisse/casio/sessions/spect.xw
Ca vient du fait que je ne comprends pas comment fonctionne le script qui est en tout cas pour moi opaque. J'ai d'abord modifie les entiers en flottants pour les divisions / (sinon les modulos % font de l'arithmetique entiere avec les fractions), j'ai aussi modifie les appels a color en rgb. J'ai repris le return de c2hsv car il utilise des and et des or avec une interpretation specifique a python3 qui fait que par exemple 1.2 and 2.5 renvoie 2.5 (et non True) ou 1.2 or 2.5 renvoie 1.2, ce que je n'ai pas l'intention de modifier dans Xcas (c'est surement plus efficace, mais ca rend les formules illisibles).
Sauf erreur, la variable t ne sert a rien dans spectrum
Si m est nul dans spectrum, j'utilise ce,ca=0,c. Si je ne fais pas le test alors la bande d'absorption a des couleurs bizarres, hsv2c n'etant pas inverse de c2hsv en Xcas, peut-etre a cause d'erreurs d'arrondi, ce serait a analyser.
Il reste quand meme quelques couleurs un peu etranges avec la formule hsv2c(h,s,g+q*v),hsv2c(h,s,v-q*(v-g)).
Il y a une reference quelque part qui explique comment fonctionnent hsv2c et c2hsv?
Mes versions actuelles sont:

Code: Select all

def c2hsv(c):
  b,g,r=((c&31)<<3)/255.0,((((c>>5)&63)<<2)&255)/255.0,((((c>>11)&31)<<3)%255)/255.0
  cs=max(r,g,b)
  d=cs-min(r,g,b)
  if cs==r:
      return (((g-b)/d)%6)/3.0,d/cs,cs
  if cs==g:
      return ((b-r)/d+2)/3.0,d/cs,cs
  return ((r-g)/d+4)/3.0,d/cs,cs

def hsv2c(h,s,v):
  c=v*s
  x,m,k=c*(1-abs((h%(2/3.0))*3-1)),v-c,(h*3)//1
  return rgb((m+x*(k%3==1)+c(m+x*(k%3==1)+c*(k%5==0))),(m+c*(k==1 or k==2)+x*(k%3==0)),(m+x*(k%3==2)+c*(k==3 or k==4)))


[critor]

Merci.

J'ai supprimé la variable t du code.

Pour les couleurs, c2hsv(c) est basé sur cet algorithme :
https://www.rapidtables.com/convert/col ... o-hsv.html

[parisse]

J'ai aussi trouve sur wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Teinte_Saturation_Valeur, et en utilisant leur methode pour hsv2c (avec h dans [0,2] pour nous contre t entre 0 et 360 degres pour eux), les aberrations de couleur disparaissent.

Code: Select all

def hsv2c(h,s,v):
  c=v*s
  k=floor(3*h)
  f=3*h-k
  l=v*(1-s)
  m=v*(1-f*s)
  n=v*(1-(1-f)*s)
  if k==0: return rgb(v,n,l)
  if k==1: return rgb(m,v,l)
  if k==2: return rgb(l,v,n)
  if k==3: return rgb(l,m,v)
  if k==4: return rgb(n,l,v)
  if k==5: return rgb(v,l,m)


Comme hsv2c n'est pas appele tres souvent, ce n'est pas grave s'il est moins efficace, du moment que ca marche, du coup j'ai mis a jour la version KhiCAS, elle fonctionne a ceci pres qu'il faut interpreter le code apres avoir charge la session en faisant EXIT EXE EXIT. Je pense que c'est du a la taille des donnees qui pose probleme pour la restauration directe de la session sur la graph 90 (ray n'est pas restaure correctement).
Sinon, que pensez-vous de ma simplification lorsque m==0?

[parisse]

Version en ligne session Xcas

[Adriweb]

Je suppose que c'est normal que j'obtiens "GIAC_ERROR: rgb(r,g,b) in l2c(420.731070496) instruction #7 error, try debug(l2c(420.731070496)) Error: Bad Argument Value" sur mon fork, il faut une mise à jour du moteur pour avoir les dernières fonctionnalités ? (J'ai vu un commit il n'y a pas si longtemps, mais ça ne doit pas être encore ça)

[parisse]

Depuis mon site (donc avec le lien donne dans le post), il faut peut-etre vider le cache de Firefox.
Depuis le fork sur github, ca ne marchera pas comme ca, il faut mettre a jour le moteur emscripten mais aussi xcas.js. Je pensais en faire ca plus tard lorsque toutes les modifs auront ete faites, car c'est toujours aussi peu intuitif pour moi d'utiliser git.