太陽(yáng)的觀(guān)測(cè)方法

東慶忠 郭雷

直接用肉眼觀(guān)察太陽(yáng)是十分危險(xiǎn)的，因?yàn)樘?yáng)不只放射出強(qiáng)烈的可見(jiàn)光，它的光球?qū)右卜派涑黾t外線(xiàn)與紫外光。眼睛的晶狀體會(huì)把太陽(yáng)光聚焦到視網(wǎng)膜上，產(chǎn)生的很高的溫度對(duì)眼睛的視網(wǎng)膜迅速造成傷害。人類(lèi)的眼睛只要直視太陽(yáng)幾秒，就可以造成永久傷害，甚至眼盲。如果用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察太陽(yáng)，即使有減光設(shè)施，如果操作不當(dāng)，也會(huì)存在巨大的潛在危險(xiǎn)。

一、日食觀(guān)測(cè)

肉眼觀(guān)察太陽(yáng)僅可以在日全食發(fā)生時(shí)，太陽(yáng)完全被月球遮擋的極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行；甚至當(dāng)在日全食的偏食階段，即使太陽(yáng)的表面被遮掩了99%，剩下的1％也足以對(duì)眼睛造成傷害。日偏食及日環(huán)食就絕對(duì)不能在沒(méi)有采取特別安全范措施的情況下觀(guān)看。因此不要試圖用肉眼觀(guān)察任何日偏食或環(huán)食階段的太陽(yáng)。

1.最安全和最廉價(jià)的觀(guān)測(cè)方法是投影法。最簡(jiǎn)單的是用兩塊硬紙板做一個(gè)投影器。在其中一塊硬紙板鉆出一個(gè)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(yáng)光，有孔的一塊放在前面使太陽(yáng)光穿過(guò)小孔投射在白紙上，調(diào)整兩塊紙板的距離來(lái)獲得合適大小和亮度的太陽(yáng)像。

2.利用凸透鏡（老花眼鏡片也可）成像原理來(lái)觀(guān)測(cè)太陽(yáng)。為了減低太陽(yáng)像的刺眼亮度，要把太陽(yáng)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(lái)獲得合適大小和亮度的太陽(yáng)像（操作時(shí)注意不要讓太陽(yáng)光線(xiàn)聚焦在皮膚和衣服上，否則會(huì)被灼傷皮膚）。

3.望遠(yuǎn)鏡或雙筒望遠(yuǎn)鏡同樣能夠進(jìn)行投影。搜索太陽(yáng)時(shí)絕對(duì)不要透過(guò)望遠(yuǎn)鏡的接目鏡或?qū)ば晴R來(lái)觀(guān)看，而是把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)上下左右移動(dòng)使它在地面上的陰影最小，此時(shí)太陽(yáng)應(yīng)該已經(jīng)在望遠(yuǎn)鏡的視野中了。下一步是調(diào)整硬紙板至望遠(yuǎn)鏡目鏡的距離直到獲得清晰的太陽(yáng)像為止，其大小可以調(diào)整硬紙板的前后距離來(lái)改變。

此外，口徑較大的天文望遠(yuǎn)鏡都是很貴重的精密儀器，太陽(yáng)的強(qiáng)大熱力會(huì)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(yuǎn)鏡在沒(méi)有太陽(yáng)慮光鏡的情況下可以采用此法，但也應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)臏p光措施。其他可用的材料和方法有：日食眼鏡(可郵購(gòu))，電焊工用的防護(hù)罩鏡片等都很安全，可以用來(lái)安全觀(guān)察太陽(yáng)。

二、太陽(yáng)黑子觀(guān)測(cè)

用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察太陽(yáng)黑子，必須給望遠(yuǎn)鏡加裝專(zhuān)用的太陽(yáng)濾光膜或太陽(yáng)濾光鏡，否則會(huì)對(duì)眼睛造成嚴(yán)重的傷害，不同口徑的望遠(yuǎn)鏡所用的濾光膜透光率是不同的，不能通用。天文望遠(yuǎn)鏡在購(gòu)買(mǎi)的時(shí)候?yàn)V光鏡做為專(zhuān)用配套選購(gòu)件，可以放心安全使用。用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察太陽(yáng)黑子時(shí)，絕對(duì)不能忘記給望遠(yuǎn)鏡安裝太陽(yáng)濾光鏡！

1.太陽(yáng)黑子基本知識(shí)。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(chēng)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(chēng)為半影，是本影到光球之間的過(guò)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(dá)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(gè)小時(shí)，最長(zhǎng)的大黑子壽命大約幾十天。

2.觀(guān)測(cè)的目的。學(xué)會(huì)太陽(yáng)黑子的目視觀(guān)測(cè)和投影觀(guān)測(cè)方法；所用儀器和材料如下：天文望遠(yuǎn)鏡，太陽(yáng)濾光鏡，投影屏，黑子觀(guān)測(cè)記錄紙等。

3.觀(guān)測(cè)方法。

（1）太陽(yáng)黑子的目視觀(guān)測(cè)

首先給望遠(yuǎn)鏡安裝好太陽(yáng)濾光鏡（這一點(diǎn)絕對(duì)不能忘記），接通望遠(yuǎn)鏡電源，并完成望遠(yuǎn)鏡的初始化工作。然后打開(kāi)微機(jī)與望遠(yuǎn)鏡的連接，命令望遠(yuǎn)鏡指向太陽(yáng)。此時(shí)太陽(yáng)的像應(yīng)該已經(jīng)在望遠(yuǎn)鏡的視野中了。

觀(guān)測(cè)：此時(shí)給望遠(yuǎn)鏡安上低倍接目鏡，調(diào)整赤經(jīng)與赤緯，使太陽(yáng)的像位于望遠(yuǎn)鏡視野的中心位置，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的焦距直至太陽(yáng)像清晰為止。此時(shí)視野中為太陽(yáng)的全貌，注意觀(guān)察所有黑子在太陽(yáng)表面的分布以及太陽(yáng)的東西方向，將觀(guān)察到的太陽(yáng)黑子情況畫(huà)到太陽(yáng)黑子觀(guān)測(cè)記錄紙上。并記錄好觀(guān)測(cè)時(shí)的天氣狀況和日期時(shí)間。

依次更換高倍接目鏡，利用望遠(yuǎn)鏡控制手柄的導(dǎo)航鍵仔細(xì)觀(guān)測(cè)單個(gè)黑子的細(xì)節(jié)。填寫(xiě)望遠(yuǎn)鏡使用及觀(guān)測(cè)記錄。

（2）太陽(yáng)黑子的投影觀(guān)測(cè)

調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡，使日面像進(jìn)入視場(chǎng)，并按要求把記錄紙固定在投影屏上，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)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(guān)測(cè)紀(jì)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(yuǎn)鏡，使其沿著赤經(jīng)方向來(lái)回微動(dòng)。移動(dòng)調(diào)整圖紙，使黑子移動(dòng)方向嚴(yán)格地沿圖紙上的東西方向運(yùn)動(dòng)（即圖紙上的東西線(xiàn)與黑子移動(dòng)方向一致）。

描繪黑子時(shí)要求大小、形狀盡可能一致，位置要準(zhǔn)確。下筆時(shí)先輕描，當(dāng)位置準(zhǔn)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(guān)測(cè)完畢的時(shí)刻和天氣狀況等。填寫(xiě)望遠(yuǎn)鏡使用及觀(guān)測(cè)記錄。

由于太陽(yáng)是個(gè)球體，黑子群在日面邊緣時(shí)的目視形狀會(huì)和其實(shí)際形狀相差很大，東西長(zhǎng)度會(huì)大大縮短。因此對(duì)于剛從東面轉(zhuǎn)出來(lái)的黑子群，等過(guò)兩三天就可以看到它的真實(shí)面貌，而西面邊緣的黑子會(huì)轉(zhuǎn)到太陽(yáng)的背面看不見(jiàn)。