六月二十一,一起去看日环食——装备篇
2019年下半年新加坡迎来了一场日环食,国内大部分地区都只能观测到日偏食。而今年6月21日,另一场日环食将横穿整个中国。如果错过今年这次机会,下次要想国内轻松观测的话,就得等到十五年后华北日环食了,值得一提的是2035年的日环食经过北京市,也将会是日环食经过的最大的城市。
今年的日环食横穿整个中国,主要的观测点包括西藏(玛旁雍错),四川(泸州市),湖南(怀化市),福建(厦门市)以及台湾(金门市,嘉义市)。6月21也恰好是周末,请一两天假,去厦门或者西藏旅游一番未尝不可。由于地理跨度大,即使某地天气不好下雨,也可以方便地选择其他省份进行观测。
文章一共由两篇组成。第一篇主要介绍各类器材的购买与选择,第二篇则讨论国内几个观测日环食的城市取景位置以及相应攻略。
如果你不打算出远门,在自己的城市也可以观察日食——只需要购买一些必备的装备。观测点可以是屋顶,自家阳台、广场等视野开阔的地方。
减光设备
观察太阳最重要的就是减光,阳光长时间直射进入眼睛轻则灼伤,重则失明。我这里列举了一些最简单的减光物。
减光玻璃
最便宜的产品,没有之一。焊接时使用的黑玻璃:
3元一片的价格,算上邮费也不超过10元。缺点的话,就是颜色会变成绿色——因为这种玻璃更容易透过绿光。购买选择哪个色号我并不清楚,可以尝试都买一个回家选择最合适的。反正看太阳就看一个形状,颜色什么不重要的话,买这个也没问题。
注:电焊时的光强是远大于阳光的(因为需要近距离操作),因此这个产品的防护功能足够强大。
巴德膜
巴德膜是双层铝膜,镀在一块塑料上。铝有很好的反射性,因此大多数光线遇到铝膜之后就会反射回去,只有少部分透过巴德膜。
巴德膜分为3.8和5.0两个厚度,其中5.0的巴德膜只能透过1/10^5的光线(十万分之一),而3.8的巴德膜只能透过六千六分之一的光线。为了把巴德膜安装到相机上,我购买了两个最便宜的UV镜,并敲碎其中的一个。随后剪刀在一张纸上剪出恰好适合的形状,并依此为模板修剪巴德膜:
接下来把巴德膜放在敲碎移除了玻璃的UV镜上,并小心铺好。随后用另一个UV镜夹起来:
巴德膜的价格在20~30元左右。如果你不需要拍摄照片,那么直接买现成的巴德膜眼镜就行(15元左右)。注意巴德膜价格与大小有直接关系,大小需要根据你的设备来调节。
两个UV镜的价格在30元内,整个滤镜的成本低于50元。巴德膜并不是肉眼观察的首选,因为铝箔有着很强的反光。因此需要保证光线只能从一边照射巴德膜,不然拍出的照片如下图所示:
X光片/CT片
相信大家家里都有用不着的X光片。选择X光片边上大块的黑色部分,用剪刀剪下完全黑色的一块,通过X光片观察太阳是可行的。如果透光率太高有些刺眼,就用两片叠起来看。
如果你只打算用肉眼观测,推荐购买巴德膜眼镜或者用胶片、焊接用黑玻璃代替。后两者价格更低而且效果并没有太多区别。有能力的话可以自己用胶片制作一个眼镜。
观测设备
如果要看到更大更清楚的太阳,光学仪器必不可少。可用于观测日食的仪器有天文望远镜,(telescope,同时也可以观测行星、月亮),双筒望远镜(binoculars,可以用来看对面大楼?),以及相机。
天文望远镜
天文望远镜是最常用的观测设备,可以用于观测星云、月亮甚至是观测太阳。土豪请使用下面这款
基础款天文望远镜的价格在1000元内,想要看到完整的太阳,放大倍率不能超过80倍(28 mm广角为基准)。注意一定要给天文望远镜物镜外套上一层巴德膜,并在使用前检查膜的完整。在使用中避免脱落或者破损。
天文望远镜的品牌不做推荐,因其操作需要一定的专业水准。
普通望远镜
普通双筒望远镜在套上巴德膜之后也可以用于观测太阳。使用的时候单筒即可,因为不需要立体感。不用的筒记得戴上套,不然就会把阳光聚焦到身上。
如果需要清晰地看到日食的过程,10倍的放大倍率是必不可少的。所有的望远设备一定要使用巴德膜并检查是否破损。在使用中要避免脱落或者碰坏——不然迎接你眼睛的就是放大上百倍的阳光。
和天文望远镜一样,不对任何品牌做推荐。土豪请选择这一款:
相机
日全食是摄影爱好者一定不能错过的一场盛宴——尤其是就在家门口的日食。拍摄日食有两个思路:使用广角(拍摄地面物体+太阳,获得轨迹图)或者长焦(拍摄太阳细节)。广角最好有减光镜(小光圈下画质较差),而长焦是一定需要减光的。
使用巴德膜作为减光镜是完全可行的,可以套在遮光罩外,或者直接夹在UV镜中间:
巴德膜会略微偏红,左边的图片参数为F1.7 1/15 ISO200,而右边的为F16 1/2000 ISO200。可以算出这张巴德膜可以透过万分之一的光,与理论值6600非常接近。
另外可以使用ND镜进行减光,合适的透光率应在4K~100K(1M)之间。如果一个滤镜达不到,就买两个组合在一起。例如两个ND400的减光镜组合起来就是ND160K。我直接购买了ND40k以及ND4k的减光镜,前者给长焦后者给广角使用。
查看ND镜的偏色:
ND4k也是略微偏红 但是没有40k这么严重。相比之下,巴德膜就——
那么拍摄太阳应该用何种曝光?我给一个参考:在无云的正午,以1.7的光圈ISO100对太阳进行测光,要想不溢出需要的快门速度为10亿分之一秒。
以F20 1/2000 ISO200拍摄的太阳,200mm,搭载ND4k
以F5.6 1/640 ISO200拍摄的太阳,600mm,搭载ND40k
上面两张图拍摄的时候天空有云朵飘过,因此实际曝光时间更长,大约换算之后在2亿~10亿分之一秒。或者以ISO 200,快门速度1/200,F1.7为标准。要想太阳不过曝,需要降低24档的曝光。通常相机光圈可以收缩到F12不影响画质,那么就是降低6档,快门速度1/4000可以降低4档,接下来你还需要额外减光14档。
至于相机的选择,相信有相机的各位已经对自己设备的镜头群有所了解。长焦用来拍特写的话要尽可能地长,400 mm起步最高2000 mm(长焦太长的话,因为太阳一直在相对地面移动,会需要更经常地调整视角)。如果没有相机打算租赁,最便宜的选择是M43相机+等效600 mm的镜头,全新一套价格略高于5000,租赁的话也就一两百元。
广角取决于你需要什么样的近景——是高楼林立还是山峦叠嶂。考虑到绝大多数人最多只有一台相机,那么不如就用手机代替广角。给手机加一个巴德膜,用长焦端照样可以拍太阳:
最好的办法是给手机套一个滤镜而不是把巴德膜夹在手机壳中间,可以避免干涉的产生。至于哪款手机最适合拍长焦?当然是可以拍月亮的:
另外为了固定机位,还需要一个小型三脚架,同样地相机也最好配一个(在日环食的时候亮度过低,长焦镜头需要取下减光设备并用三脚架稳定)。
食甚的时候可以拍摄日珥、月面以及贝利珠。如果要拍出很大宽容度的照片,需要使用包围曝光后期合成HDR。这些摄影技巧类的知识就不多费笔墨,有兴趣的话可以自行搜索。
因此如果你使用的是相机进行拍摄,那么就没必要购买巴德膜,直接使用减光镜即可。减光镜需要减光1w倍及以上才可以保证画质,不然就只能小光圈+电子快门拍摄了。
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