東慶忠 郭雷
直接用肉眼觀察太陽是十分危險的,因為太陽不只放射出強烈的可見光,它的光球?qū)右卜派涑黾t外線與紫外光。眼睛的晶狀體會把太陽光聚焦到視網(wǎng)膜上,產(chǎn)生的很高的溫度對眼睛的視網(wǎng)膜迅速造成傷害。人類的眼睛只要直視太陽幾秒,就可以造成永久傷害,甚至眼盲。如果用望遠鏡觀察太陽,即使有減光設(shè)施,如果操作不當,也會存在巨大的潛在危險。
一、日食觀測
肉眼觀察太陽僅可以在日全食發(fā)生時,太陽完全被月球遮擋的極短時間內(nèi)進行;甚至當在日全食的偏食階段,即使太陽的表面被遮掩了99%,剩下的1%也足以對眼睛造成傷害。日偏食及日環(huán)食就絕對不能在沒有采取特別安全范措施的情況下觀看。因此不要試圖用肉眼觀察任何日偏食或環(huán)食階段的太陽。
1.最安全和最廉價的觀測方法是投影法。最簡單的是用兩塊硬紙板做一個投影器。在其中一塊硬紙板鉆出一個小孔,并在另一塊硬紙板上貼上一張白色紙。將兩塊紙板一前一后并使紙板的平面垂直于陽光,有孔的一塊放在前面使太陽光穿過小孔投射在白紙上,調(diào)整兩塊紙板的距離來獲得合適大小和亮度的太陽像。
2.利用凸透鏡(老花眼鏡片也可)成像原理來觀測太陽。為了減低太陽像的刺眼亮度,要把太陽像投射在半透明的描圖紙上,或調(diào)整鏡片和紙板的距離來獲得合適大小和亮度的太陽像(操作時注意不要讓太陽光線聚焦在皮膚和衣服上,否則會被灼傷皮膚)。
3.望遠鏡或雙筒望遠鏡同樣能夠進行投影。搜索太陽時絕對不要透過望遠鏡的接目鏡或?qū)ば晴R來觀看,而是把望遠鏡對準太陽上下左右移動使它在地面上的陰影最小,此時太陽應(yīng)該已經(jīng)在望遠鏡的視野中了。下一步是調(diào)整硬紙板至望遠鏡目鏡的距離直到獲得清晰的太陽像為止,其大小可以調(diào)整硬紙板的前后距離來改變。
此外,口徑較大的天文望遠鏡都是很貴重的精密儀器,太陽的強大熱力會傷害儀器的精密光學(xué)部分,應(yīng)避免這樣使用;小口徑和雙筒望遠鏡在沒有太陽慮光鏡的情況下可以采用此法,但也應(yīng)該采取適當?shù)臏p光措施。其他可用的材料和方法有:日食眼鏡(可郵購),電焊工用的防護罩鏡片等都很安全,可以用來安全觀察太陽。
二、太陽黑子觀測
用望遠鏡觀察太陽黑子,必須給望遠鏡加裝專用的太陽濾光膜或太陽濾光鏡,否則會對眼睛造成嚴重的傷害,不同口徑的望遠鏡所用的濾光膜透光率是不同的,不能通用。天文望遠鏡在購買的時候濾光鏡做為專用配套選購件,可以放心安全使用。用望遠鏡觀察太陽黑子時,絕對不能忘記給望遠鏡安裝太陽濾光鏡!
1.太陽黑子基本知識。發(fā)展充分的黑子由本影和半影組成。黑子中央部分的暗核(最暗的部分)稱為本影,黑子本影溫度大約是4300K,黑是比較而言。包圍著本影的顏色稍淺的部分稱為半影,是本影到光球之間的過渡區(qū),其溫度比光球溫度略低。黑子的大小相差懸殊,大的直徑可達200000KM,小的直徑只有1000KM。黑子的壽命也很不相同,最短的小黑子壽命只有2~3個小時,最長的大黑子壽命大約幾十天。
2.觀測的目的。學(xué)會太陽黑子的目視觀測和投影觀測方法;所用儀器和材料如下:天文望遠鏡,太陽濾光鏡,投影屏,黑子觀測記錄紙等。
3.觀測方法。
(1)太陽黑子的目視觀測
首先給望遠鏡安裝好太陽濾光鏡(這一點絕對不能忘記),接通望遠鏡電源,并完成望遠鏡的初始化工作。然后打開微機與望遠鏡的連接,命令望遠鏡指向太陽。此時太陽的像應(yīng)該已經(jīng)在望遠鏡的視野中了。
觀測:此時給望遠鏡安上低倍接目鏡,調(diào)整赤經(jīng)與赤緯,使太陽的像位于望遠鏡視野的中心位置,調(diào)整望遠鏡的焦距直至太陽像清晰為止。此時視野中為太陽的全貌,注意觀察所有黑子在太陽表面的分布以及太陽的東西方向,將觀察到的太陽黑子情況畫到太陽黑子觀測記錄紙上。并記錄好觀測時的天氣狀況和日期時間。
依次更換高倍接目鏡,利用望遠鏡控制手柄的導(dǎo)航鍵仔細觀測單個黑子的細節(jié)。填寫望遠鏡使用及觀測記錄。
(2)太陽黑子的投影觀測
調(diào)節(jié)望遠鏡,使日面像進入視場,并按要求把記錄紙固定在投影屏上,調(diào)節(jié)望遠鏡的焦距,使日像最清楚。調(diào)整投影屏的前后位置,使日像大小與觀測紀錄紙上的圓重合。
確定投影屏上圖紙的東西方向:調(diào)節(jié)望遠鏡,使其沿著赤經(jīng)方向來回微動。移動調(diào)整圖紙,使黑子移動方向嚴格地沿圖紙上的東西方向運動(即圖紙上的東西線與黑子移動方向一致)。
描繪黑子時要求大小、形狀盡可能一致,位置要準確。下筆時先輕描,當位置準確后再重描。先描本影,后描半影,全部描完后,再檢查一遍,看是否有遺漏的小黑子。
最后記錄觀測完畢的時刻和天氣狀況等。填寫望遠鏡使用及觀測記錄。
由于太陽是個球體,黑子群在日面邊緣時的目視形狀會和其實際形狀相差很大,東西長度會大大縮短。因此對于剛從東面轉(zhuǎn)出來的黑子群,等過兩三天就可以看到它的真實面貌,而西面邊緣的黑子會轉(zhuǎn)到太陽的背面看不見。