《上知天文》十六、天文爱好者如何降低风险,安全观测太阳

《上知天文》十六、天文爱好者如何降低风险,安全观测太阳
2019年07月07日 17:21 新浪网 作者 武汉夜生活的非凡人生

前文(《上知天文》十五、新手观月不可不知的四大看点)老郭跟各位小伙伴介绍了月亮的观测,本文介绍如何观测太阳。

银河系大约有2000亿颗恒星,太阳是我们唯一一颗能够近距离观测的恒星。太阳对于地球和人类的意义不用我多说,所以观测太阳活动的意义非常重大。不过这种观测太阳的活动应该在具备一定的基础知识、相关的设备和做好安全防护措施的前提下进行,因为观测太阳,永远都是一种高风险的行为。

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图16.1 太阳

一、安全观测太阳的方法

1.1、投影法

所谓投影观测法,就是在天文望远镜(最好是小口径折射式望远镜,如果是口径大于70毫米的望远镜,一定要一个带小于60毫米孔的遮光板孔挡住部分物镜,这可以降低视宁度的影响并且防止目镜被烧毁。),上装上太阳投影板,把太阳像放大投影到投影板上去观测太阳的方法。

首先将望远镜对准太阳,绝对不要透过望远镜的接目镜或侧边的寻星镜来观看,而应该把仪器上下前后移动,直到它在地面上的阴影是在最短的状态,此时太阳应该位于或至少接近于视野中心。

一旦望远镜中心成功对准太阳,调教焦点直到硬纸板上的投射影像看超来清晰。太阳影像的大小可以用移动硬纸板来改变。如果影像太小,就要将屏幕远离目镜;如果影像太大或太暗,则要靠近目镜的距离。

这种方法观测日食还是不错的,但是看太阳黑子的话由于图像比较暗,不容易看清,但使用放大倍数小于40倍的望远镜效果还是可以的。

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图16.2 望远镜前面的太阳滤光片

1.2、滤光片法

我们可以透过适当的太阳滤光镜来观察太阳,在望远镜的物镜前面增加一片全尺寸的太阳滤光片,通常这些滤光镜都是在玻璃或塑料薄膜镀上一层金属来达到减光目的。这样,阳光在进入到镜筒前,其亮度就会被削弱为原来的十万分之一,使其光线的强度达到可以安全观测的范围之内。

这种滤光片通常都是由特殊镀膜的光学玻璃或者是高反射率的镀膜聚酯薄膜制造的,光学玻璃制造的滤光片颜色更真实,但价格比较贵,比较便宜的聚酯薄膜滤光片颜色会有些偏蓝。如果哪位小伙伴知道有什么便宜效果还好的滤光片可以在评论区里留言。

1.3、摄影法

摄影法有一个很大的优点就是可以得到客观的记录。并且具有利用各种滤光器和分光器使观测内容更广泛的魅力。但是,为了进行摄影,除照相机以外,还要有把照相机固定到天文望远镜上的配件和滤光用的滤色片等合适的器材。其次,由于大气层的影响,太阳像会晃动且太阳外面的透明度经常是变化的。要得到漂亮的观测结果,并非易事。当然,对熟悉摄影的人,还是应考虑应用这种观测方法。

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图16.3 日食摄影

二、太阳观测的主要天象

2.1、日食

日食,又叫做日蚀,是月球运动到太阳和地球中间,如果三者正好处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象。在民间传说中,称此现象为天狗食日。日食只在朔,即月球与太阳呈现合的状态时发生。日食分为日偏食、日全食、日环食、全环食。

日偏食、日环食和日全食的偏食阶段所需要用的设备,技术和防范与一般太阳观察相同。最安全的最廉价是采用投影法。

2.2、最近几年日食预告

2019年12月26日,日环食,中国全国可见日偏食。

2020年6月21日,日环食,西藏中部、四川、贵州、湖南、江西、福建部分地区可见日环食,全国其他地区可见日偏食。

2021年6月10日,日环食,中国北部可见日偏食。

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图16.4 太阳黑子

2.3、观测太阳黑子

太阳的光球表面有时会出现一些暗的区域,它是磁场聚集的地方,这就是太阳黑子。黑子是太阳表面可以看到的最突出的现象。一个中等大小的黑子大概和地球的大小差不多。

黑子的形成和消失要经历几天到几个星期不等。当强磁场浮现到太阳表面,该区域的背景温度缓慢地从6000摄氏度降至4000摄氏度,这时该区域以暗点形式出现在太阳表面。在黑子中心最黑的部分被称作本影,本影是磁场最强的区域。本影周围不太黑、呈条纹状的区域被称为半影。黑子随太阳表面一起旋转,大约经过27天完成一次自转。

观测太阳黑子对望远镜的要求不高,口径100毫米以下的小型天文望远镜,甚至是50毫米的折射式望远镜,就足够了。观测太阳黑子常用有专用镜片的反射式望远镜,最好配备投影板。当然,也可使用有普通物镜的折射式望远镜。由于需要跟踪太阳,赤道仪式架会远比经纬式架台更方便。

三、观测太阳的时间与地点的选择

观测太阳,当然是应该在有太阳的时候,且能看到太阳的地方。不过,还是应该进一步考虑选择适合于各种观测方法的条件。

一般来说,中午以前的条件会好一些。这个时候的太阳高度角比较高,穿透的大气层比较薄,受到气流的影响比较小。另外,要避开高的建筑物,因为建筑物由于热岛效应导致的气流会使太阳像变得模糊。

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图16.5 坑爹的目镜滤光片

四、太阳观测注意事项!!!

太阳观测本身是有很大的风险性的,相信大家都玩过凸透镜点火的游戏,将百倍千倍的太阳光汇聚到一点,是可以烧穿甚至点燃纸片的,更何况是人的眼睛。所以汇聚光线本身,就是很危险的。

1、牢记太阳的视星等为-27等,不论是观测日食还是太阳黑子的活动,任何时候绝对不可以直视太阳,观测太阳永远都是一项非常危险的活动,弄不好瞬间致盲。

2、必须选用专业的物镜滤光片,镀铝聚酯薄膜或玻璃制成的日光滤光片,这种滤光片是专门为日面观测安全考虑的,并且一定要固定牢靠。

3、直接把寻星镜拆下来 ,避免损坏或者是其它人直接使用寻星镜看太阳而伤害眼睛。

4、必须提醒大家注意,某宝上有一种特别坑爹的滤光片,大家一定不要买(图16.5)。咳,说这种东西坑爹都是轻的,根本就是在害人。而某些望远镜厂家,竟然发明了目镜端太阳滤镜这种坑爹玩意。也就是装在目镜前面,将物镜汇聚过的太阳光强行减光后,通过目镜观测的玩意。由于目镜的位置正是太阳光最集中的一点,观察太阳时,装置在目镜内的太阳滤镜,非常容易因受热过度而破裂,对观察者的眼睛造成永久损害。

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