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日全食观测方法

  为了使众多有兴趣观测此次日全食的业余爱好者观测成功,特将有关日食的观测方法以及在观测时应该注意的问题介绍给大家。

  一、目视观测方法

  目视观测即用肉眼直接观测或用肉眼通过仪器进行观测。首先申明,不能直接用肉眼观测太阳。因为太阳光很强使你无法观测,甚至会烧伤你的眼睛,观测时必须有减光装置,否则无法观测!下面介绍几种目视观测方法:

  戴上一付足够深色的墨镜。(如电焊墨镜片)找一块玻璃在煤油灯上把它熏黑。日食发生时候可隔着这块熏黑了的玻璃观测。用一张或几张废照相底片,把它们重叠起来,日食发生的时候隔着这些底片看太阳,此种方法可根据太阳光的强弱随时增减底片层数,还可以装在自制的眼镜框上,使用起来很方便。取一盆清水倒入适量墨汁,待静置平稳后通过它看太阳的倒影,这是一种简单易行的观测方法。利用小型望远镜看太阳的投影像,投影板安装在目镜一端,调好目镜焦距,使投影板上出现清晰的太阳像,日食发生的时候就可以在投影板上观测日食的全过程。

  日全食时太阳本体全部被遮,只剩下太阳的高层大气——日冕,这时光线柔和、景色宜人,可以放心大胆地直接用肉眼去看了,但在偏食时,太阳光仍是比较强的,为保护眼睛,还需要通过减光设备去观测,不能用肉眼直接观测,这一点请爱好者们务必十分注意。

  二、照相观测方法

  我们这里介绍的两种日食照相观测方法,一是利用天文望远镜配上135单镜头反光照相机的机身拍摄太阳的焦点像;二是用照相机直接拍摄日食。

  用望远镜照相观测

  拍摄焦点像实际上就是把望远镜的物镜当作照相机的镜头,这样一来,照相机的有效口径和焦距就相应的增大,对天文摄影就十分有利了。

  ①120毫米折反射望远镜是一架赤道式装置,有转仪钟可进行跟踪观测的望远镜,随机带有135单镜头反光相机(海欧DF)的接口,进行照相观测很方便,照相观测日食的具体要求如下:

  观测太阳要有减光装置

  120毫米望远镜原配有1/2000的减光板,观测时必须用上。日全食时对日冕的拍摄就不必带上减光板了,因日冕的光较弱可直接进行拍摄。

  观测前要调整好望远镜

  在观测前要对望远镜进行机械系统、光学系统、跟踪系统的全面检查与调试,使之观测时运转正常,仪器调整好后观测前在实地进行试拍调试。首先要把镜子置平(利用在基座处水平气泡),然后再调整好望远镜的极轴,事先要搞清观测地的地理纬度,即北极星的地平高度是多少(极轴对准北极便于跟踪)。若白天利用太阳定南北线调极轴不方便的话,可提前在夜间对准北极星进行调整,可把仪器固定在观测地点。若条件不允许,也可以在夜间利用北极星在观测地点做一个南北线的标志。白天观测前就可以利用晚间定的南北线标志进行极轴的定向,此方法也可取。

  要调好望远镜的焦距

  要想取得好的观测结果,调好望远镜的焦距是一个非常重要的环节。120毫米望远镜照相观测焦距的调节,是通过旋转望远镜的调焦轮在照相机的取景器直接看成像如何。有一个问题需要注意的是,有的相机(如海欧DF相机)的取景器内是一块磨沙玻璃(即毛玻璃),因而不易看出像的虚实所以需要多次调节适应,可采取下面方法:在调焦时看太阳边缘的虚实?再者若当时日面上有大黑子也可对太阳黑子进行调焦,这样来回反复多次旋转调焦轮监视取景器看太阳像的虚实变化,取一个最佳位置即可。总之,反复练习,多次试拍,调好焦距就不是一件难事了。

在拍摄过程中一定要配备快门线,不要用手按动快门。以免对仪器与相机的震动造成成像不清晰,在按动快门时眼睛最好要监视取景器,预防由于意外碰动望远镜与跟踪不准,太阳像不能始终在视场内或偏离视场的现象发生。 观测日食全过程要事先计划安排好

  照相观测用海欧DF相机,胶卷135型共36张,这就需要在观测前制定一个详细计划,因整个日食过程大约在两个小时以上,所以要把36张底片计划安排好。观测日食食甚阶段(日冕)是主要的,最好用不少于10张左右的底片拍日冕像。拍摄时不要只用同一个曝光时间,要用几个不同档次的曝光时间拍摄。这样把握性就大了,定能取得好的观测结果。

  ②150毫米望远镜(日本产)的拍摄方法跟120毫米望远镜的基本相同,它所不同的是150毫米望远镜基座是三角架,因此观测时要注意以下几方面的问题:

观测前要把三角架子尽可能大地张开,以保持稳定,还要调整好三角架的水平。 望远镜的平衡要调整好。装上相机后进行调节为好。若平衡偏差太大影响正常跟踪。 减光装置可用原南京天文仪器厂生产的,或其它类型的减光装置,但要经过多次试拍看效果如何而定。 观测时要特别小心,手脚不可碰到三角架和镜子。否则,镜子一移位,拍摄就有失败之虞。

  ③地平式或赤道式80毫米折射望远镜,进行照相观测日食时,其方法与上面所讲的类同。但此种望远镜没有自动跟踪装置,故拍摄时需要始终有人监视取景器不断调节两个微动螺旋,使太阳像始终在视场内。

  用照相机直接拍照日食

  有相当多的天文爱好者手中可能没有小型天文望远镜,但手中备有照相机的人是很普遍的,可以说用照相机直接拍照日食照样能得到很好观测结果。下面介绍一下观测方法与注意的地方。

  ⑴由于比起用望远镜进行拍照,太阳像在底片上要小得多,分辩率要低得多,因此最好是使用135单镜头反光照相机,配有200毫米以上的长焦镜头较为理想。

  ⑵要配有较稳定的三角架,一定要配备快门线,避免用手按动快门。

  ⑶曝光时间不易过长,因无跟踪装置曝光时间过长会出现太阳像拉长的现象,影响观测结果。

  ⑷偏食阶段日光仍然很强,因而必须加上适当的滤光片。拍照全食时须拿掉滤光片直接进行拍照。

  ⑸用120相机在同一张底片上拍摄日食全过程。即在同一张底片上得到一系列不同形状的太阳像。以看出日食的全过程。必须使用快门线能够在同一张底片上多次曝光的相机才能拍摄。拍摄时将相机置于三角架上,偏食时要加上适当的滤光片。根据实际情况,看看从初亏到复圆一共有多长时间,在一张底片上能够拍多少个太阳像,最好把全食像放在中间,前后要均匀对称。拍完全食过程后再补加拍摄一下地景就更好了。但事先要进行多次试拍方能成功。

  三、建议观测项目

  观测偏食:观测拍照时一定注意要加上适当的滤光片。观测贝利珠及日珥:拍摄好贝利珠及日珥现象的关键是掌握好时机,因为它一闪即逝,顶多能延续几秒钟,因此,必须在食既前和生光前一两分钟开始密切监视取景器上的毛玻璃,一看到贝利珠及日珥就果断曝光,绝不能有片刻犹豫,注意别忘了去掉滤光片。观测日冕(内冕与外冕)

  观测日冕是整个日食过程的关键项目,因此要掌握好观测方法,首先不要忘记去掉滤光片,观测内冕时,望远镜的焦距可长些(焦距1000毫米~1500毫米即可),观测大范围日冕时,望远镜的焦距要短些(焦距在500~1000毫米即可)。

  天体在望远镜焦平面上成像。成像的大小决定于物镜的焦距。可用下式表示:

  式中,

  d——底片上像的大小;

  F——物镜的焦距,以毫米表示;

  θ——天体的角直径,如太阳约为30ˊ。

  根据此公式,可算出自己所使用的望远镜或照相机观测时太阳像在底片上的大小,并确定你的主要观测项目。要想观测成功,除了注意以上所讲的方法外,掌握好曝光时间也是十分关键的。(见日食照相曝光时间参考表)

  观测前的准备工作一定要充分。最后预祝广大天文爱好者观测成功!

  (本文原载于《天文爱好者》1997年第1期)

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