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常州大学天文社

仰观苍穹知天文,俯察众生闹凡尘;细推物理须行乐,何用浮名绊此身!

 
 
 

日志

 
 

写在5.21日环食之前——太阳的观看和拍摄  

2012-04-21 15:14:25|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2009年7月22日轰动全国的日全食,因为长江中下游的阴雨致使很多人望天兴叹,暴雨浇灭了人们的热情,也使许多的天文爱好者心有不甘。

然而,2010年1月15日的日环食,漫天的白云依然出现在江苏以南地区,使得狂热的天文爱好者驱车前往山东等地。

这些,似乎发生在不久之前,2012年5月21日早上,即将迎来扫过我国东南地区的日环食,届时,台湾北部、福建、广东、海南等地即将看到日环食,而常州地区则可看到日偏食。

和以往的看日全食、日环食一样,不能直接用裸眼看,更不能用望远镜看太阳,因为人眼的视网膜没有痛觉神经,即便被太阳烧瞎了也没有任何感觉的。那么怎么看呢?又如何拍照呢?这,需要用到减光的设备——巴德膜。

巴德膜是一种镀了金属的树脂膜,其真正的名字叫做“AstroSolar”,生产厂家是“Baader Planetarium”公司,因为该公司音译为“巴德”,所以这种太阳观察膜就被天文爱好者叫做“巴德‘膜’”,取意为巴德公司的膜。

太阳滤镜(Solar filter)分为减光镜和单光滤镜。它们的用途不同。减光滤镜主要是减去太阳大部份光线,以合适的光量进入底片和测光系统,主要用于拍摄太阳光球面和黑子,此类产品有色素ND镜和镀铝ND滤镜(Alumium coated filters)。另一种为单光滤镜,以观测太阳色球为主,如日珥镜或氢离子单光滤镜等。

上面所说的ND镜就是太阳用减光镜。ND是中性密度滤镜(Neutral density filters)的意思,是一种不影响色温的滤镜,可用于望远镜物镜前减光,这种方法安全也不影响图像的解析力,但价格较高。

光从一种介质进入另一种介质时,一部分光可以穿透过去,也有一部分光被吸收,透射出去的光与入射光之比就是该物质的透光率(percent of transimission)。常用透光率的倒数的常用对数来表示(Density= Log(1/percent of transimission)。

例如100%的光进入减光滤镜,有50%的光透射出去,则此滤镜的密度D=Log(1/P)Log(1/50%)=Log(100/50)=0.3,如果这个0.3表现在底片上则为底片的化学性浓度(Chemical density)。

反之,知道了滤镜的密度D,可以计算透光率P=1/(10D)

D= 0.1 = 80% 透光率 ( percent of transimission )

D= 0.25 = 56% 透光率

D= 0.4 = 40% 透光率

D= 0.5 = 32% 透光率

D= 3.8 = 0.0158% (两万分之三)透光率

D= 4.0 = 0.01%     (万分之一)透光率

D= 5.0 = 0.001%   (十万分之一)透光率

D= 6.0 = 0.0001% (百万分之一)透光率

从上面计算可以看出,3.8的巴德膜主要为太阳摄影使用,对应透光率约为两万分之三;4.0巴德膜的透光率为万分之一;5.0巴德膜主要作为肉眼观察使用,对应的透光率为十万分之一。

若两个密度为0.25和0.1的减光滤镜,其总密度=0.25+0.1=0.35,透光率=0.56×0.8=0.45(45%),这个计算对于ND滤镜是适应的。但如果是不同色光的滤镜,比如红色+蓝色滤镜就不适用!

和其他的同类产品所不同的是,巴德膜在消减光线和有害辐射的同时,并不会降低被摄物的反差。也就是说,使用巴德膜作为太阳滤镜可以取得更好的像质,甚至可以轻易的记录下太阳表面的黑子活动。

巴德膜外观是银色的薄膜(如下图)。

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 5.0的巴德膜可以有效的过滤掉40W白炽灯泡的亮度,透过5.0的巴德膜可以清晰的看到这只灯泡的亮灯丝像头发似的;

3.8的巴德膜不能有效的过滤掉40W白炽灯泡的全部亮度,透过3.8的膜除了可以清晰的看到灯泡的灯丝外,还可以看到灯泡的轮廓;

太阳正常亮度时,用3.8的巴德膜目视很刺眼,无法看太阳的细节,而用5.0的巴德膜则可以看清太阳细节.

除了全食阶段可用相机直接进行拍照,其它阶段一定要在镜头前加上巴德膜。

SLR胶片相机可预先选定好位置、角度,用在同一底片上连续曝光的方法拍摄,比如每隔5分钟曝光一次。

SLR数码相机可每隔5分钟拍摄一次,后期进行PS处理即可。(示例图如图2和图3)

太阳圆面看起来很大,但是由于日地距离平均约为1.5亿公里,太阳光球半径约为6.96×105公里,所以太阳圆面对观察者的张角——视角,只有半度左右 (和月面视角差不多),计算如下图:

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拍摄相关参数请参考下面的表格和图片:

照相机镜头焦距与视场、底片上太阳直径的对应关系

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镜头焦距和图片尺寸见图1: 

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图1. 日全食阶段镜头焦距和图片尺寸

日食摄影曝光表:

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 图2. 日食各阶段广角摄影

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  图3. 日食各阶段广角摄影

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