隨想 物理

日食觀測專用減光眼鏡介紹與使用須知

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撰文者:戴明鳳 編著
發文日期:2020-06-17
點閱次數:18787
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    在日食天文觀測中,以「肉眼直接觀看」是最簡單方便的方式,是嗎?

    戴明鳳老師Q版_v2答案是「絕對不正確!」


    那就配戴一般的太陽眼鏡進行觀察,可以嗎?

    戴明鳳老師Q版_v2答案仍然是:「大錯特錯!」

     


    觀測者一定要有以下觀念:「因陽光的強度實在太強了,特別在觀察日環食現象時,因陽光的強度和背景的暗黑度間有極高的光度對比,故易使眼睛的瞳孔調整造成混亂,故千萬不可以直接觀看日食,恐嚴重灼傷眼睛、甚至可能燒傷視網膜,造成永久的失明。

    (請觀看下列影片)

    影片(一) https://youtu.be/LqMN3cVxUk4        影片(二) https://youtu.be/sL3CGSNpizs
     

    即使不想透過望遠鏡投影或針孔投影間接觀察日食現象的話,也絕對不能透過一般的太陽眼鏡觀看,因為減光係數遠遠不夠,必定會使眼睛受傷。一定要配戴減光係數夠高的日食(日蝕)觀測專用眼鏡,才可以面對太陽直接觀察日食。(但這種日食觀測眼鏡也只能單獨使用,無法且禁止與望遠鏡合併使用)
     

    因應今年6月21日百年一見的日環食天文奇景可以不出國,就可於台灣觀測到,故須使用專用的日食觀測眼鏡。最好符合ISO 12312-2:2015規格。此一規格之規範主要為:

    1. 因人眼看不到的電磁波段仍會對眼睛造成傷害,因此需濾除紅外光波段與紫外光波段的光線,如此在觀測時,才能有效保護眼睛。
    2. 105倍的減光率(可阻擋99.999%的可見光),這是觀測太陽光時,標準太陽濾鏡必備的規格要求。

       

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    圖(一) https://www.rainbowsymphonystore.com/products/eclipseglasses

     

    使用「日食觀測專用眼鏡」觀測太陽的日環食與各種日食現象之前,請務必詳讀以下須知,並應嚴格遵守這些須知,才得進行觀測,以避免眼睛遭受到永久且不可逆的嚴重損傷。

    目視法肉眼觀測:需使用減光度夠高的濾光膜/片或日食觀測專用安全的防護眼鏡協助觀測。

    透過專用眼鏡看到的太陽像是黃豆大小,很適合在觀察整個日食的過程中使用。即便使用減光眼鏡,也要留意佩戴和卸下眼鏡時的步驟,如下圖(二)

     

    螢幕快照 2020-06-17 上午7.37.31
     

    圖(二) 專用減光眼鏡使用方法

     

    或是參閱前頁影片(一)內的説明:

    1. 人一定要先背著陽光,低頭確定沒有直視到太陽時,戴上減光眼鏡後,才慢慢轉身,慢慢抬頭,觀測。要移除眼鏡時,也要先低頭,轉身背對太陽,確定未直視太陽後,才能移除眼鏡。
    2. 但因陽光仍然是很刺眼,建議每觀測一段時間後(約10秒),一定要讓眼睛休息一下喔!
    3. 無論有無保護,眼睛直視太陽都是非常危險的行為,尤其是當眼睛在未保護的情況下,觀看太陽,將對眼睛造成永久且無法回復的損傷,所以觀看日食務必使用專用的日食眼鏡。千萬不可使用一般性的太陽眼鏡或透過望遠鏡直視太陽。
    4. 觀測日食時,高度建議要在天文專家或有經驗的教師指導下使用。請不要將日食眼鏡直接發給學童或學齡前幼童讓其自行觀測,使用時,必須要有成年人在旁依本使用須知指導觀測。
    5. 請勿輕信坊間的傳言,例如:煙燻的玻璃、過度曝光的底片、焊接護目鏡或多層色紙疊加…等在各頻段的減光度非常不足、甚至完全無效的設備觀測太陽。即使陽光看起來不是很耀眼,這僅代表可見光波段的光線不會太強,但人眼不可見的紅外光線和紫外光線波段的陽光仍會傷害眼睛。
    6. 如同上述,在日出或日落或多雲多霧時,也請避免用肉眼直視太陽。
    7. 使用日食眼鏡前務必檢查鏡片有無彎折及破損,如有損壞請勿使用。
    8. 觀測太陽時,切記不要移開眼鏡直視太陽來比較有無眼鏡的差別。
    9. 有眼疾及動過眼科手術的人應避免使用日食眼鏡觀測太陽。
    10. 觀測活動結束後,此觀測眼鏡應立即丟棄,因為鏡框內的濾鏡紙會隨時間而退化,下次日食時,因減光功效退化故無法再有效保護眼睛。




    ND filter ratings (資料來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Neutral-density_filter)

    For an ND filter with optical density d, the fraction of the optical power transmitted through the filter can be calculated as where I is the intensity after the filter, and I0 is the incident intensity.

    In photography, ND filters are quantified by their optical density or equivalently their f-stop reduction.

    In microscopy, the transmittance value is sometimes used.

    In astronomy, the fractional transmittance is sometimes used (eclipses).


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    • Note: Hoya, B+W, Cokin use code ND2 or ND2x, etc.; Lee, Tiffen use code 0.3ND, etc.; Leica uses code 1×, 4×, 8×, etc.

     

    • Note: ND 3.8 is the correct value for solar CCD exposure without risk of electronic damage.

     

    • Note: ND 5.0 is the minimum for direct eye solar observation without damage of retina. A further check must be performed for the particular filter used, checking on the spectrogram that also UV and IR are mitigated with the same value.

    資料參考來源:

    1. http://www.asroc.org.tw/docu/SolarEclipseGlasses.pdf, 全球天文年活動承辦單位:台灣大學天文物理研究所(2009.7.22日食觀測活動)
    2. https://www.galuxe.com.tw/pages/%E6%9C%80%E6%96%B0%E6%97%A5%E9%A3%9F%E6%94%BB%E7%95%A5?gclid=CjwKCAjw5vz2BRAtEiwAbcVILz5hm0oT2__-IY2vs-bVPkQb07QdwEmSwhNLQgq_l7jZZVhlh41U6hoCbPUQAvD_BwE
    3. https://www.galuxe.com.tw/products/%E7%BE%8E%E5%9C%8B-lunt-solar-eclipse-glasses-%E6%97%A5%E9%A3%9F%E8%A7%80%E6%B8%AC%E5%B0%88%E7%94%A8%E5%AE%89%E5%85%A8%E9%98%B2%E8%AD%B7%E7%9C%BC%E9%8F%A1-10%E7%89%87%E8%A3%9D
    4. https://www.tam.museum/astronomy/forecast_detail.php?lang=tw&id=389
    5. https://www.tam.museum/astronomy/forecast_detail.php?lang=tw&id=389#%E6%97%A5%E7%92%B0%E9%A3%9F%E6%95%99%E8%82%B2%E6%B5%B7%E5%A0%B1
    6. https://www.galuxe.com.tw/pages/%E6%9C%80%E6%96%B0%E6%97%A5%E9%A3%9F%E6%94%BB%E7%95%A5?gclid=Cj0KCQjw_ez2BRCyARIsAJfg-kv2XKvEL28g5efUprrTynZfKpVFYWkEK2Ngr67K8M3-P-g8TMDsmOYaAn_FEALw_wcB
    7. https://www.elle.com/tw/life/travel/g32680260/2020-solar-eclipse/

    本文致謝國立清華大學物理系暨跨領域科學教育中心主任戴明鳳教授授權刊登. 戴明鳳老師Q版_v2

     

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