exemples de graphiques avec LaTeX

[David_A]

Voici quelques exemples de graphiques générés avec LaTeX, pour donner un aperçu des possibilités et des avantages de choisir LaTeX pour la création de documents.
Un spectre d'absorption du permanganate de potassium, utilisé ici pour faire un exercice.
Le résultat en pdf :

spectreKMnO4.pdf

le code LaTeX :

spectreKMnO4.tex

le fichier .csv contenant les données :

spectreDakin.csv

Si vous ne souhaitez pas créer des documents complets en LaTeX, vous pouvez déjà l'utiliser pour créer des graphiques.
Toutefois, un autre avantage de générer des graphiques et des schémas au sein d'un document LaTeX, c'est la qualité du résultat obtenu : même police de caractère dans le graphique et dans le reste du document, et surtout une résolution bien meilleure qu'avec un fichier image inséré. Cette bonne qualité permet de vidéoprojeter en zoomant très fortement, sans perte de qualité.
Dans ce premier exemple, j'ai commencé par faire un spectre d'absorption du permanganate avec un spectrophotomètre qui exporte les données en fichier .csv. C'est un simple fichier de valeurs en colonnes (longueur d'onde, Absorbance), sans aucune mise en forme, qui peut être ouvert par d'autres logiciels comme des tableurs.
Dans le fichier LaTeX, j'utilise les packages tikz (schémas) et pgfplots (graphiques). Entre crochets figurent les options de l'environnement axis (réglages des axes). Puis la commande \addplot table ... va lire les valeurs stockées dans le fichier .csv.
Ici, à partir d'une courbe, j'en génère deux pour simuler 2 spectres différents. L'astuce est d'insérer dans les options de la commande \addplot une option "yscale=4" pour créer une courbe avec des ordonnées 4 fois plus élevées pour simuler une solution plus concentrée.

2e exemple : spectre d'absorption avec couleurs

spectreE131.pdf

spectreE131.tex

spectreE131bleu.csv

Dans cet exemple, j'utilise le package pgf-spectra, initialement dédié à l'insertion de spectres continu ou de raies, pour générer un rectangle rempli des couleurs du visible. Pratique pour commenter en classe l'absorption sélective et le lien avec la couleur de la solution.
On peut même imaginer de remplir l'aire sous la courbe avec le dégradé de couleurs, pour le spectre d'une source lumineuse. Voir la documentation du package pgf-spectra. Je propose aussi des exemples ici : https://www.astrolabe-science.fr/spectres-de-sources-lumineuses-latex/

3e exemple : courbe d'Aston des nucléides

courbeAston.pdf

courbeAston.tex

CourbeAston.csv

4e exemple : graphique avec des fonctions mathématiques :

DiagrammePredominanceNH3.pdf

DiagrammePredominanceNH3.tex

[David_A]

Voici un exemple de tracés de graphiques en LaTeX avec le package pgfplots, pour tracer la vitesse du son dans quelques gaz en fonction de la température.
Les courbes sont calculées à partir d'une formule théorique trouvée dans "Comment j'ai pesé la Terre avec un chronomètre", de Laurent Mathieu (Ellipses).

Avec le package pgfplots, on peut entrer l'expression d'une fonction à tracer. Ici, puisque j'ai créé plusieurs courbes avec la même fonction où seuls quelques paramètres numériques changent, j'ai plutôt défini une fonction (avec "declare function" dans les options du graphe) acceptant 3 paramètres : la température (variable en abscisses), l'indice adiabatique du gaz et sa masse molaire.

grapheVitesseSonGaz.png

helium.png

vitesseSonGaz.tex

PageVitesseSonGaz.tex

vitesseSonGaz.pdf

PageVitesseSonGaz.pdf

[eric_b]

Wow c'est magnifique ! En plus je viens de faire un TP sur la mesure d'absorbance pour le bleu brillant E133 qu'on trouve dans les M&Ms (pas tout à fait le même lambda_max, qui vaut 630 nm)

Merci pour ce partage. Je suis en train d'essayer de passer mes cours à Latex (et Beamer) et ces contenus me seront très utiles. J'ai un peu ramé avant de voir qu'il fallait installer pgf-spectra, mais maintenant que c'est fait, ça fonctionne parfaitement.

[David_A]

Je vous propose un exemple de graphique rédigé avec LaTeX, pour montrer l'intérêt de concevoir des docs graphiques à insérer dans les docs de cours, même si vous ne faites pas la totalité des documents sous LaTeX.
Il s'agit de la loi de Planck donnant la luminance du corps noir en fonction de la longueur d'onde, pour différentes températures.

Pour tracer des graphiques, j'utilise le package pgfplots (dont je recommande la lecture de la documentation).
Ici, comme l'expression de la fonction est assez longue, je définis une fonction dans les options du graphique. Mais ce n'est pas nécessaire pour les expressions + simples.
L'image ci-dessous est assez grande : faites un clic-droit pour l'ouvrir dans un nouvel onglet.

LoiPlanck.png

J'ai essayé de commenter suffisamment le code pour donner des indications aux LaTeX-apprenant.es.

code source LaTeX :

LoiPlanck.tex

Cet exemple est déjà assez élaboré. Les graphiques plus simples seront facilement obtenus en lisant les premiers exemples de la documentation de pgfplots.

[Boris101]

Merci David, tes contributions sont au top Latex offre une qualité inégalée, surtout après tirage (c'est fait pour cela). Les élèves m'avaient fait la remarque de la beauté des écritures et des graphiques.
Pour ma part j'essaie de me familiariser avec circuitikz que j'édite sur overleaf afin de projeter en direct sur un ordi du boulot (j’emmène pas d'ordi perso, un coup à le casser, je suis adepte des appli portables ou en ligne).
Le truc est qu'une part des dipôles n'ont pas la tête qu'on souhaite dans le secondaire : l'interrupteur par exemple, j'essaie donc de chercher et adapter du code pour ne pas choquer les élèves qui ont besoin de conformisme. Pour ce qui est de ampèremètre la flèche passe encore tout comme le moteur avec les rectangles signifiant leur type il me semble (aimant permanent ou autre je n'ai pas fouillé plus).

Voici un cours très bien fait sur lequel vous voyez d'emblée le pb avec les interrupteurs par exemple :

https://nboulaire.developpez.com/tutoriels/latex/circuitikz_base/

Ci-joint un fichier tex sur lequel j'ai un peu bricolé !

Edit : remplacer [ammeter] par [rmeter, t=A] et l'on a perdu la flèche variable ! (idem voltmeter)