水 月 の 空

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原『屋簷下的新一與小蘭』 如今想要改名(可能還會再改),請多指教。
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7/22 本世紀最長的「日全食」,臺灣全程可見「日偏食」

本次日全食特點

  7月22日的日全食,全食帶從印度半島西部外海開始,經印度、尼泊爾、孟加拉、不丹、中國青藏山區,沿長江入海,到南太平洋離開。最大掩食點在太平洋北硫磺島東北方數百公里的海上。全球歷時(月影開始接觸到地球至完全離開地球)共5小時14分6秒,全食帶寬258.4km。可見日全食的陸地區域中,以中國長江流域預估的雲雨機率最低,許多城市如成都、重慶、武漢、蘇杭、上海等都位在全食帶內,預估將有數十萬人湧入長江流域一帶觀賞日全食。

20090722日全食帶

20090722日全食全食帶經過的中國地區

  本次全食時間之所以這麼長,乃因地球於7/4上午10點通過遠日點而使太陽視直徑較小,月亮又恰好在7/22凌晨4:16通過近地點而使月亮視直徑較大,兩者效應相加,使食分(月球視直徑÷太陽視直徑)高達1.0799,日面被月面遮蔽的時間相對較長。全食帶的最大食點位在硫磺島東北方海面,全食時間長達6分38.8秒;下一次要達到如此長的全食時間,得等到2027年8月2日(6分23秒);下一次要超過今年7月22日的全食時間,則得等到2150年6月25日(7分14秒)了。
 

本次臺灣地區日偏食狀況

地點 初虧 食甚 復圓 食分
臺北 08:23:18 09:40:29 11:05:03 0.850
新竹 08:22:34 09:39:21 11:03:41 0.838
臺中 08:22:25 09:38:54 11:03:06 0.816
高雄 08:22:37 09:38:31 11:02:18 0.764

  臺灣地區全程可見本次日偏食,各地預報時間約如上表。臺北地區初虧(日偏食開始)時,仰角約40度;復圓(日偏食結束時)仰角約76度,因此只要在可以看見太陽的地方,都可以觀賞到日偏食的景象。

即時網路轉播,讓您曬日食、不落後

  如果您無法親眼觀看日偏食的美麗,可以透過網路直播來觀賞重慶、宜昌、武漢、蘇州、上海的日全食,及昆明與臺北的日偏食影像。網址如下:

  本網站「天文教育日資料下載區」中,有關於本次日食更詳盡的資料,歡迎多加利用。

日食觀測方式

  另外,以「針孔成像」或利用望遠鏡將太陽影像「投影」在後方白色硬紙板或白牆上的方式觀察,比較安全。如要以肉眼直接透過望遠鏡觀察,或利用相機、錄影機拍攝日食過程,則必須在望遠鏡前或相機鏡頭前方加裝太陽減光濾鏡,否則眼睛或相機器材都會受到強烈陽光的危害,且眼睛觀看時間同樣最好在10~20秒以內。

  日食的觀測方法其實相當於日常的太陽觀測,由於陽光非常強烈,稍加不慎便會對眼睛造成永久的傷害,因此強烈提醒:必須特別注意觀測時的安全措施與減光設備的安全性,絕對不可在毫無任何保護裝置之下,用肉眼直視太陽。

※一般觀賞

1. 目視

  用目視的方法觀賞太陽之前,必須先確定:您拿來減光用的器材絕對是有效且安全的!這裡所謂的減光器具,可以用身邊隨手可得的東西,例如完全曝光且沖洗過的「黑白底片」(別用彩色底片,效果不佳)、電銲玻璃或是正式的日食觀測眼鏡等等適當工具,但這些方式每次觀看太陽的時間最好別超過10-20秒,以免太陽光中的紅外光或紫外光損害您的眼睛。

  現在市面上有販售太陽觀測專用減光濾紙,可買來裁切至適當大小,做成眼鏡狀以便配戴觀賞。不過一張濾紙的減光效果可能不夠,在正式觀看太陽前,最好事先測試一下幾張濾紙疊加起來的減光效果最好、最不傷眼睛。這種觀測方法每次觀看時間最好不要超過一分鐘。

  此外,千萬別以為一般的太陽眼鏡也同樣的效果,那只會使你的眼睛瞎得更快,而前人使用的以臉盆裝水,看水中太陽倒影的方法也不可靠。

使用日食眼鏡請注意下列事項:

  • 眼睛直視太陽是非常危險的,所以觀看日食務必使用專業的日食眼鏡,並在有經驗的教師或天文專家指導下使用。
  • 使用本日食眼鏡前務必檢查鏡片有無破損,如有損壞請立即停止使用。
  • 戴此眼鏡觀看日食的時間,最長不超過1分鐘,摘下眼鏡休息30秒以上才可繼續觀察。
  • 有眼科疾及動過眼科手術的人不適合使用日食眼鏡觀測太陽。
  • 肉眼在未保護下觀看太陽,將造成眼睛永久性的損傷並且無法回復。

2. 針孔成像:

  如果沒有望遠鏡,可利用針尖在紙盒上方鑽一小孔(約鉛筆直徑大小),紙盒底端鋪一塊白色紙板。觀測時將小孔對準太陽,使太陽影像經由「針孔成像」原理投影在紙盒底端來觀察。若能在小孔前方加一片透鏡來放大影像,效果會更好。這種觀測方法每次觀看時間最好不要超過一分鐘。

3. 投影:

  有望遠鏡者(雙筒或單筒望遠鏡均可),可以透過望遠鏡將太陽投影在望遠鏡後方所擺放的白色螢幕或白紙上,螢幕或白紙的位置絕不太接近望遠鏡的焦點,觀測者也不可以太靠近螢幕或望遠鏡鏡筒,以免因望遠鏡聚光而使螢幕或白紙燒起來,造成觀測者嚴重灼傷;螢幕或白紙的位置最好離焦點一段距離,觀測者則最好站在望遠鏡側邊。

  不過千萬別直接用肉眼透過望遠鏡的目鏡或尋星鏡來看太陽,且不用時,記得隨手將鏡筒前方的蓋子蓋上,以維安全。

  此外,如果目鏡中的複合鏡片是用膠合方式組裝,則望遠鏡物鏡前方最好做適當減光,或每觀看一段時間就將鏡筒蓋上,以免膠合式目鏡中的膠受熱融化而損壞。

投影方式觀察太陽

4. 以肉眼透過望遠鏡觀察:

  若要直接以肉眼透過望遠鏡來觀看日食現象,必須要將望遠鏡加裝適當的減光設備(最好裝在物鏡前方),如前所述的太陽觀測減光濾紙,或是望遠鏡專用的太陽濾鏡等,否則將會嚴重損害眼睛!

※ 攝影紀錄

1. 強烈提醒:

  除非是間接拍攝太陽投影板上的日食影像,否則若要利用攝影設備拍攝日食過程,必須要將望遠鏡或相機前方加裝適當的減光設備,如前所述的太陽觀測減光濾紙,或是望遠鏡專用的太陽濾鏡等,以免損壞攝影設備。

2. 專業的觀測方式:

  可使用特殊的太陽濾鏡接在望遠鏡前方(盡量不要使用鎖在目鏡上的那種太陽濾鏡,因為位置接近焦點,容易破裂而發生危險),可至少將太陽光減少99%以上,以方便肉眼觀察。這種減光濾鏡可用一般攝影用的ND4~ND400濾鏡加以組合,或是天文專用的太陽濾鏡ND4或ND5以上、或前述的太陽減光濾紙。不過無論哪一種,濾鏡使用前必須先仔細檢查有無鍍膜脫落或凹凸不平的現象,如有此現象,最好不要使用。

3. 日食攝影所需的攝影機或相機不需要可長時間曝光的功能,甚至需要縮減曝光時間,且最好可以在底片或影片中顯示出時間,以作為正式的攝影記錄。曝光時間需在日食前先多做幾次測試,至真正拍攝時也最好多拍幾張不同曝光值的照片。

  • 擴大攝影:拍攝日偏食各過程的特寫鏡頭,必須使用焦長400~1000mm以上的鏡頭或望遠鏡,或是利用焦長200~300mm鏡頭加2X或3X加倍鏡的方式。相機或攝影機必須固定在三腳架上,可用直焦攝影或放大攝影均可。若使用ND5(將太陽光減低至原來的1/100000)的太陽濾鏡,相機調至f16的光圈及感光度100的模式,則曝光時間約在1/15~1/60秒上下;如使用無法調整光圈或快門速度的數位相機,則最好多準備幾片相機前方使用的減光鏡,以備減光用。不過因各相機性能不同,攝影者還是需要自行注意畫面的品質,視情況隨時調整。下方圖片為各鏡頭可見之太陽影像大小參考圖,取自http://eclipse.gsfc.nasa.gov/網站。
    鏡頭對應太陽大小示意圖
  • 間歇攝影:需事先瞭解日食全程所需時間與太陽在天空的路徑,選擇適當的鏡頭,將相機固定在三腳架上,快門每隔10-15分鐘固定開啟一次,將太陽影像曝光在同一張底片上,所以相機必須具有重複曝光的功能,且需隨太陽被食的程度調整光圈大小與曝光時間。曝光時間同上。如使用數位相機,同樣須固定相機視野,待日偏食結束之後,利用電腦影像處理軟體,將所有過程合成在一張影像中。

4. 日食攝影曝光參考:
 

ISO

光圈或焦比(ƒ/Number)

25

1.4

2

2.8

4

5.6

8

11

16

22

50

2

2.8

4

5.6

8

11

16

22

32

100

2.8

4

5.6

8

11

16

22

32

44

200

4

5.6

8

11

16

22

32

44

64

400

5.6

8

11

16

22

32

44

64

88

800

8

11

16

22

32

44

64

88

128

1600

11

16

22

32

44

64

88

128

176

 

目標

Q

快門速度(曝光時間,單位:秒)

偏食 – ND4.0

11

1/4000

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

偏食 – ND5.0

8

1/4000

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

1/60

1/30

1/15

倍里珠

11

1/4000

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

鑽石環

5

1/500

1/250

1/125

1/60

1/30

1/15

1/8

1/4

1/2

色球

10

1/4000

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

1/60

日珥

9

1/4000

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

1/60

1/30

日冕 – 0.1 Rs

7

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

1/60

1/30

1/15

1/8

日冕 – 0.2 Rs

5

1/500

1/250

1/125

1/60

1/30

1/15

1/8

1/4

1/2

日冕 – 0.5 Rs

3

1/125

1/60

1/30

1/15

1/8

1/4

1/2

1

2

日冕 – 1.0 Rs

1

1/30

1/15

1/8

1/4

1/2

1

2

4

8

日冕 – 2.0 Rs

0

1/15

1/8

1/4

1/2

1

2

4

8

15

日冕 – 4.0 Rs

-1

1/8

1/4

1/2

1

2

4

8

15

30

日冕 – 8.0 Rs

-3

1/2

1

2

4

8

15

30

60

120

 

備註:以上資料係參考自http://eclipse.gsfc.nasa.gov/網站

  • 曝光時間計算公式:t = ƒ2 / (I ´ 2Q),其中,t為曝光時間(秒),f為光圈,I為底片感光度(ISO),Q為亮度指數(brightness exponent)。
  • ND為「中性密度濾鏡(Neutral Density Filter)」的縮寫,ND4.0表示通過濾鏡的光為原入射光的1/104(=萬分之一)之意,ND5.0則為原入射光的1/105(=10萬分之一)之意,這兩者是常用在太陽觀測的ND濾鏡。
  • Rs為「太陽半徑」之意。
  • 倍里珠(baily beads)是在食既或生光階段時,太陽光透過月球邊緣坑谷所形成的一連串亮點,變化快速,觀測時要注意。

※ 其他觀察紀錄方式

1. 由於全食前後的變化會相當劇烈,可利用相關設備紀錄周圍環境的亮度、色調與溫度變化,甚至是生物(如貓狗或鳥類等)的反應等。

2. 在食既和生光的過程前後,太陽只剩一彎非常細的太陽邊緣時,因陽光透過密度不均的大氣層時,受到大氣的折射而產生微弱的透鏡聚焦效應,因而會在地面上形成一條條波浪狀的陰影帶,每條陰影帶寬約4~10公分、兩陰影帶間約相距15~30公分左右。陰影帶的亮度微弱而不明顯,有興趣者可準備一張全開的白色海報紙鋪在平地上來觀察。
 

文章取自:天文科學教育館
原文:7-22 本世紀最長的「日全食」,臺灣全程可見「日偏食」
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