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日全食观测的安全防护

无忌论坛
astrobearcat
anne
2009-07-16

  拍摄日蚀(的非全蚀阶段)必须做好减光措施,否则很危险!光圈再小也不行,软盘什么的不安全。建议使用巴德膜,几十元就可以买到足够大的一张。淘宝上有很多,各个天文论坛上都有交易贴。每次日蚀都会伴随着大量视网膜烧伤的事件,其中很多造成了终身残疾。今年的这次日蚀大概是有史以来观看人数最多的一次,所以也可能是造成伤害最多的一次!请大家积极宣传观看日蚀的安全防护工作,尽量避免可能的烧伤。


  以下是我翻译的nasa的日食观测手册中关于安全防护的一部分,最初是在牧夫天文论坛发表的。有另外几位同好翻译了关于天气、观测等方面的部分。
我翻译的这段欢迎转载。


  其他同好翻译的文章建议移步到原帖阅读,如需转载请获得译者允许:
  http://www_astronomy_com_cn/bbs/thread-111450-1-1.html
  http://www_astronomy_com_cn/bbs/thread-112082-1-1.html
  http://www_astronomy_com_cn/bbs/thread-111423-1-1.html
  http://www_astronomy_com_cn/bbs/thread-111771-1-1.html
  http://www_astronomy_com_cn/bbs/thread-111628-1-1.html
  http://www_astronomy_com_cn/bbs/thread-111810-1-1.html

  可能链接列得不全,也可以在牧夫论坛的版面上直接查找:
  http://www_astronomy_com_cn/bbs/forum-137-1.html


  原手册的题目为:Total Solar Eclipse of 2009 July 22
  编者为:F. Espenak and J. Anderson
原文件6.7M,太大,不方便上传。
  下载地址为: http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEpubs/20090722/TP214169a.pdf


  每次日蚀,NASA都会出一个权威手册,这个是今年这次日蚀的。里面的内容和数据表格等非常详尽,几乎是日蚀观测的必读材料。


  对于大部分人来说,亲眼见到一次日全蚀,是一辈子难以忘怀的经历。所以有大量狂热的日食爱好者飞遍世界去观看和拍摄日全食。


  对于中小学生来说,观察日食是一个极好的学习机会,能够从壮丽的自然现象中发现科学的美丽。实际上,很多科学家——尤其是天文学家——都是因为小时候的一次日食观测的经历而踏上了科学的道路。教师们可以借这个难得的机会给学生讲解天体的运动规律和预测它们的数学方法;通过带领学生使用针孔相机、双筒望远镜、天文望远镜来观测日食,也可以借机给他们讲解这些仪器的光学原理;也可以通过观察日食时天空背景的变化来讲解辐射和光度测量等方面的知识,甚至生物课的老师还可以带着学生观察动物和植物在日食过程中的反应。


  除了这些科普工作外,在不同地理位置记录日食过程中的几个关键时刻的工作是有严肃的科学意义的——可以通过这些数据来更精确的测量地球、月亮的运动;如果能够更进一步的在不同地点同时拍下日全食时的照片,或者描画出色球、日冕的形状,就可以构建出太阳大气的三维结构;而这些是学生和业余爱好者难得的直接参与科学研究的机会之一。


  然而,如果没有采用正确的防护措施,观察太阳是一件非常危险的事情!到达地面的太阳电磁辐射的频域很广,从波长约290纳米的紫外辐射一直到波长在几米的数量级上的射电辐射。其中关键的波长在380~400纳米的近紫外辐射是可以通过晶状体到达视网膜的。因为暴露在紫外辐射下,人眼的外层会加速老化从而导致白内障,所以在日蚀观测中没有正确的防护的最常见后果就是“日食盲”或视网膜烧伤。(译注:此段关于病理方面的内容的翻译由于译者水平问题而可能存误)


  即使在可见光波段,强烈的辐射也会导致视网膜上的圆柱细胞和圆锥细胞的损伤。强光照射在这些细胞上会导致细胞内的一系列复杂的生物化学反应,从而降低了细胞对于光信号的反应能力;如果光更强烈,甚至会直接摧毁掉这些细胞。根据损伤程度的不同,会造成暂时的或永久的视力下降。如果在没有防护措施的情况下长时间或多次观看太阳,除了光化学反应造成的损伤外,还会带来热损伤——也就是说,强烈的可见光和近红外线直接把视网膜的组织烤熟!这种热损伤——或者叫光焊接——会直接摧毁圆柱细胞和圆锥细胞,在视网膜上形成一小片盲区。最危险的是,在这个过程中,人是不会感觉到疼痛的,因为视网膜上没有痛觉神经。也就是说,你的视网膜在不知不觉中被烤熟!而且,强光对视觉的损伤当时是不会被明显的感觉到的,至少要几个小时之后,你才会发现自己犯下了不可挽回的错误!(引用自Pitts在1993年的研究结果)以上说的是裸眼直接观察太阳的结果。如果使用了没有正确防护的望远镜、双筒镜或其他光学仪器观看太阳,由于成像和照度都被放大了,结果是瞬间的视网膜严重烧伤。


  只有在日全食时,月亮完全挡住太阳的短短几分钟,是可以用肉眼直接观看的。其他时候,无论是日偏食或日全食的偏食阶段,都需要正确的防护,否则是很危险的。即使在太阳表面(这里指光球层)已经有99%被月亮遮住的时候,天空已经暗得像是黄昏一样,太阳剩下的一点点“日牙”也足以造成视网膜烧伤。(引用自Chou在1981、1996年和Marsh在1982年的研究结果)在这些时段,如果没有采用正确的防护措施,会造成永久的视网膜损伤和视力下降。据统计,因观测日食而造成眼镜伤害的人群以儿童和年轻人为主,这些伤害对他们今后的职业选择和事业前景会造成非常不利的影响。(引用自Penner和McNair在1996年、Chou和Krailo在1981年和Michaelides等人在2001年的研究结果)


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  日蚀观测的安全防护


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