文/欧阳天晶
除了日全食外,日偏食、日环食时,太阳光都太强烈,无法直接用仪器或肉眼观测。因此,观测日食首先要解决减光的问题。(特别要强调的是:直接用望远镜向着太阳观看,可是有失明的危险的!)
流传很广的一种看日食方法是:在清水中加入黑色的墨汁,就能使水面反射的太阳光减弱,这样便可以用肉眼直接观看“墨水”反射的太阳像或日食。实际上,这种方法是很糟糕的方法。不仅是因为要保持水面平静几乎不可能,更主要的是:水面能够反射光线,只是因为水的表面很光滑;在水中加墨汁,对水的表面不会产生任何影响,因而不能减弱它反射光的能力。一盆熔融的沥青、一块涂了光滑黑漆的铁板,照样都能强烈反射太阳光,其反射能力与一盆清水不会有多少差别,清水中加墨汁所能起的作用,不是不言自明了吗?透过墨汁涂黑的玻璃去观测日食的方法也不是好方法,因为墨汁无法在玻璃上涂均匀。
较为可行的方法有:专用太阳观测镜、电焊护目玻璃来减光,透过它们去观看日食。一般的太阳镜,透光率都太高,是无法用来观看日食的。
用肉眼直接观看到的太阳像,视角约为三十角分(即约半度左右),要看清楚日食的进程,特别是判断初亏、复圆的精确时刻,肯定存在困难。在业余条件下,要想拍几张日食时的照片,如果没有长焦距镜头或望远镜及单镜头反光相机,也没法拍到日食像。然而,利用“小孔成像”的原理,却可以使你轻松顺利地完成日食(日全食除外)的观测任务,拍下日食进程的照片。
物体发出的光线,穿过一个小孔,可以在小孔后的屏上形成这个物体的倒立实像,这种现象就叫小孔成像。成像的大小,跟孔与屏之间的距离成正比。孔越大、孔与屏之间的距离越近,则像越明亮。孔越小、孔与屏的距离越远,则像越清晰。若屏的周围环境很暗,所成的像就更明显、更清晰了。由于太阳光很强烈,故可以用较小的孔、较大的孔与屏距离,得到一个既庞大又清晰的太阳像。当屏的周围环境很暗时,观看效果会更好。在这个情况下看日食,或者替日食拍照,也变得轻而易举了。
如果打算较正规地观测日食,可在日食前制作一个“小孔仪”。小孔仪外观可以做成天文望远镜的样子,主体为一根内径为不小于二厘米、长度为一、两米的直管,管的一端蒙上一块半透明的平整的塑料薄膜作投影屏(用毛玻璃则更好,用涂了食用油的半透明白纸也可以),另一端用不透明的纸板密封,然后在纸板正中,用针剌穿一个小孔,小孔仪就做好了。当日食时,将小孔仪像望远镜一样用一个支架(三脚架)架起来,小孔对准太阳,稍作调整,就能在投影屏上得到一个细小而清晰的太阳像,这样您就可以尽情地观赏整个日食的过程,甚至可以为投影的日食拍照了。如果把小孔仪做得更精细一些,让投影屏与小孔之间的距离可以随意缩短延长,就能得到不同大小、不同亮度的太阳投影像,观测起来就更方便了。
稍稍留心一下就可发现,我们经常能遇到小孔成像的现象:
阳光灿烂的晴天,当你从一棵大树下经过时,是否曾留意阳光透过树叶缝隙照射到地上的光斑?叶隙的形状肯定是各种各样的,但只要不是太大的话,这些地面上的光斑却都是圆形的(如阳光斜射,光斑则为椭圆形的)。这正是一个天然的小孔成像的演示,树叶缝隙就是一个个的“小孔”,地上的光斑就是小孔成的太阳的像。发生日食时,树荫下太阳的光斑同样会将日食进程忠实地显示在地上,供您观赏和拍摄。
小朋友们爱玩用镜子反射窗外的太阳光的游戏。用一面镜子将太阳光反射到室内的墙壁上,就会照出一个圆光斑。你考虑过没有,不管镜子是圆是方,为什么光斑都是圆形的?这实际上也是一个小孔成像的实验。日食时,将太阳光用镜子照射到墙上,照样可以在墙上看日食,或用普通照相机照下来留作纪念。
今年(2008年)的8月1日的下午,明年的7月22日上午,假如天气晴朗,您不妨留意树荫投下的光斑;若您是一位老读者的话,不妨引着孙儿拿一面小镜子看看日食;或者亲手做一个小孔仪。若果能领着您的孙儿成功地观看了一次日食,我想定会给他(她)们留下一个深刻而难忘的回忆。或许,您的孙儿从此就与天文结下不解之缘了呢。