Wie kann man die Messunsicherheit äquivalenter Breiten abschätzen?

Ich messe äquivalente Breiten von Absorptionslinien mit einem Spektrum eines Sterns. Ich mache zwei oder drei Messungen jeder Linie, indem ich mit dem Spot-Tool der IRAF vernünftige Gaußsche Anpassungen der Linie mache. Dann berechne ich den Mittelwert der Messungen, der als endgültige Schätzung der äquivalenten Breite dient.

Wie lässt sich die Unsicherheit dieser Messung gut abschätzen?

Meine aktuelle Methode

Ich verwende derzeit die Hälfte des Bereichs für die Unsicherheit. Wenn ich beispielsweise zwei Messungen mit 10 und 16 mA (Milliangström) durchgeführt habe, beträgt der Mittelwert 13 mA und die Unsicherheit 3 ​​mA. Dies ergibt eine Schätzung der äquivalenten Breite von 13 ± 3 mA. Sehen Sie Probleme bei dieser Methode der Unsicherheitsschätzung?

Antworten (2)

Ja, es gibt ein Problem. Sie scheinen zu versuchen, eine Unsicherheit bei der Messung von EW abzuleiten, indem Sie wiederholte Messungen derselben Daten durchführen ?

Dies kann Ihnen nur die mit Ihrer Messtechnik verbundene Unsicherheit geben (dh wo Sie die Grenzen der Linie definieren und wie Sie das Kontinuumsniveau festlegen) – den systematischen Fehler, den Sie ihn nennen könnten (obwohl es andere systematische Fehler geben kann, die EW-Messungen inhärent sind). , wie zum Beispiel, ob Sie den Himmel oder das Streulicht in Ihrem Spektrographen richtig subtrahiert haben).

Was es nicht tut, ist die Unsicherheit in der EW zu bewerten, die durch die Qualität oder das Signal-Rausch-Verhältnis der Daten selbst verursacht wird. Sie können dies anhand einiger Faustregelformeln für eine Gaußsche Linie beurteilen, z

Δ E W 1.5 F P S N R ,
(Gleichung 6 von Cayrel de Strobel 1988 ) wobei F ist die FWHM der Spektrallinie (in Wellenlängeneinheiten), P ist die Größe eines Pixels in Wellenlängeneinheiten und SNR ist das Signal-Rausch-Verhältnis der Daten in einem durchschnittlichen Pixel. Oder Sie könnten ein synthetisches Spektrum nehmen und ihm etwas künstliches Rauschen mit den entsprechenden Eigenschaften hinzufügen und die EW mehrerer Randomisierungen desselben Spektrums messen, wobei Sie die Standardabweichung Ihrer EW-Messungen verwenden, um die EW-Unsicherheit für einen bestimmten Signalpegel anzugeben. zu Rauschverhältnis.

Wenn diese statistische Unsicherheit nicht vernachlässigbar ist, müssen Sie sie zu allen systematischen Unsicherheiten hinzufügen, die mit Ihrer Analyse des Spektrums verbunden sind. In Bezug auf letzteres gibt Ihre vorgeschlagene Methode einen Hinweis darauf, was dieser Fehler sein könnte, obwohl ich vermute, dass sie die 1-Sigma-Unsicherheit überschätzen wird.

Schätzung der Unsicherheit ... die bevorzugteste wäre Bayesian. Wenn Sie jedoch dem Frequentisten folgen, ist MCMC am meisten bevorzugt, und es wäre etwas ähnlich dem, was Ihr Berater mit einem komplizierteren Algorithmus vorgeschlagen hat. Die einfachste Methode wäre die, die Ihr Berater vorgeschlagen hat, aber Sie können für eine größere Stichprobengröße messen und einfache Statistiken wie Mittelwert und Standardfehler verwenden.

Es gibt verschiedene Variationen in dieser Richtung, die ich hier nicht auflisten möchte.