2020夏季日環食盛事 錯過再等200年!(6/4更新)

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▲圖/擷取自網路天文館

配合將在6月21日上演的日環食重大天象,天文館針對親子規畫日環食親子課程,將就日食成因與6月21日日環食觀測做詳細介紹,活動還將DIY動手製作日月食模型與觀測日食專用的針孔投影板,歡迎有興趣的國小學生與家長同遊天文館、一同認識難得天文盛事。

日環食親子課程將於6月2日(星期二)9:00開始網路報名,活動時間在6月6、7、13、14日共4梯次,參與活動即贈送天文館製作的日食觀測扇及精美日食光柵尺,每梯次80個名額,報名額滿為止,報名要快!此外,白天參觀位在天文館頂樓的第二觀測室除了可現場進行太陽觀測外,也有機會可獲得日食觀測扇,每日發放數量有限,送完為止。



就是這天!請快快筆記2020/06/21
2020夏季日環食,從非洲東部開始,至西太平洋為止,整個亞洲幾乎都在可見食的範圍。臺灣則位於環食帶上,全臺可見遮蔽日面都在90%以上,以臺北為例,可看到遮蔽日面達91.7%的日偏食,而嘉義、臺東等地區位在寬47公里左右的環食帶上,遮蔽日面可達97%以上,食分(月面與日面視直徑比)超過了0.99!下一次臺灣能見到如此大範圍的日環食可要等到將近200年之後的2215年了!當天臺北天文館也會進行一整天的日食觀測活動,歡迎全國民眾一同前來參與這次臺灣的世紀盛事。

特別提醒:日食或一般太陽的觀測,須非常注意安全。絕對不可在毫無任何保護裝置之下,用肉眼直視太陽,因為可能會造成眼睛的永久損傷!必須使用適當減光設備,如日食專用墨鏡,或投影方式觀察,以保安全。日食時間各地略微不同,以下為各縣市日食發生時間:



▲圖/擷取自網路天文館

日食觀測方式:

日食的觀測方法其實與日常的太陽觀測相同,由於陽光非常強烈,稍有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1~2層曝光且沖洗過的「黑白底片」(別用彩色底片,效果不佳)、係數11以上的電焊玻璃、專用日食眼鏡(非一般太陽眼鏡)等,但即使這些物品有減光效果,每次觀看太陽的時間也最好別超過10-20秒,以免太陽光中的紅外光或紫外光損害您的眼睛。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。

▶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.減光:
現在市面上有販售太陽觀測專用減光濾紙,或是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。

▶4.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可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。

▶5.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,如同「減光」該條所列,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!

※攝影記錄
▶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,然其安全性不如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。

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,且最好可以在影像中記錄拍攝資料,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,或利用包圍曝光的方式,選取最佳的一幅影像;但提醒利用數位相機拍攝時,需先算好記憶卡容量,並使用已充飽電的電池,以免在日食的緊要關頭出錯而遺憾。

擴大攝影:拍攝日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NASA Eclipse網站。

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,如右圖,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。



※其他觀察記錄方式
1.由於日食前後的環境氣溫、天光亮度等會有變化,可利用相關設備記錄。

2.本次日食發生時逢太陽活動極小期,太陽黑子和日珥等現象可遇不可求,不過因太陽活動無法事先預測,或許仍有機會可見到;其中日珥必須利用特殊儀器才可見。

▶日食的成因:
日食發生的原因,是因為月球繞地球公轉的過程中,當月亮恰好行至太陽與地球之間,且太陽—月亮—地球幾乎在同一直線上時,月球遮蔽陽光,月球影子落在地球上,因而發生日食。


▲圖/擷取自網路天文館

因此,日食發生時間必定在農曆初一(朔)前後;但因白道(月球繞地球的公轉面)與黃道(地球繞太陽的公轉面)之間,平均有5°9'的夾角,故並非每逢朔都會發生日食,必須要朔時、且月亮離黃道與白道交點在15.4~18.5度以內時,才會發生日食,這個範圍稱為「日食限」。

由於月亮繞地球的軌道是橢圓,距離會有遠近分別,會因月球遠近引起的大小變化,以及在地球上的觀測者所在位置不同,使得看到的日食現象不同。日食種類可分為:
✔日全食(Total):月球離地球較近,完全遮掩太陽,月球本影內可見日全食。
✔日環食(Annular):月球離地球較遠,無法完全遮掩太陽,本影內可見日環食。
✔日偏食(Partial):無論月亮遠近,在月球半影中者均可見月亮遮掩部分日面。
✔複合日食(Hybrid)或全環食(Annular-Total):月亮位置恰介在全食與環食間,使地球上部分地區見全食,部分地區見環食。這種日食發生比例極低。


▲圖/擷取自網路天文館

▶日食發生的機率:
每年全世界發生的日食最多5次,最少2次;每100年平均發生236.7次(偏食82.5,環食82.2,全食67.2,複合日食4.8);固定地點平均每3年可見一次日偏食,平均每300多年可見一次日全食。

近期臺灣可見的日食,是在2019年12月26日的日偏食。下一次則發生在2023年4月20日,屆時臺灣也僅能見到食分約0.15的日偏食。臺灣前一次見到日環食,是在8年前的2012年5月21日,當時為日出帶食,觀測時間較不理想。臺灣下一次可見的日環食,可得等到2070年4月11日,不過那時環食帶僅通過屏東縣貓鼻頭、鵝鑾鼻等地,可看性遠不如這次日環食!而下次臺灣可見同樣大範圍的日環食得要再等到195年後的2215年6月28日!就不是本篇文章的讀者有機會看到的了。所以,趕快把握這次機會吧!



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