日環食觀賞全攻略(台灣限定版):錯過這次再等 195 年!

本文由嘉義市政府與泛科學合作製作

就是2020,在台灣也看得到日環食,錯過再等 195 年!

日食每年最多發生 5 次,最少 2 次,而透過沙羅週期我們可以知道,同一地區,每次日食現象發生的間隔並不相同,上次台灣發生日環食是在 2012 年,若是錯過今年的 6 月 21 日,下次要在台灣看到日環食就得等到更久以後的 2215 年(欸不是!只有人瑞才能等那麼久吧~)。

今年在台灣居然也能看到罕見日環食奇景,機會難得,趕緊把握吧!

總之,千萬別錯過這次有生之年難得一見的天文奇景!

什麼是日食?

如何看日環食呢?看這一篇就夠!

日食的成因與形成條件

月球依照它的公轉軌道繞地球走時,如果剛好「擋」在太陽與地球間,使「日-月-地」幾乎排排站成一直線,月球的身影便會遮蔽直射地球的陽光,此時,在地球的人們就會看見太陽彷彿被吃掉一樣,不是完整的圓,因此稱之為「日食」。

我們之所以看得到月「亮」,是因為月球會反射太陽光,所以日食當天地球的人看不到月亮,而一個月之中看不到月亮的日子正是初一(朔月),因此日食必發生於初一。但不是每個月的初一都會發生日食,由於月球繞地球的公轉面(白道)與地球繞太陽的公轉面(黃道)存在著 5.9 度的夾角,所以並不是每個月的初一,其「日-月-地」的連線都剛好是一直線。

「日-月-地」的連線都剛好是一直線!

日食的種類

基於月球繞地球的軌道是橢圓形,月球與地球的距離時而遠、時而近,因此,日食發生時,我們在地球上觀察到的月球遮蔽太陽的面積大小就會不一樣(也會因觀測者所在位置不同而有所異),產生以下幾種日食現象:

  • 日全食 (Total):當月球離地球較近,在月球本影內的地區的人可見日全食。
  • 日環食 (Annular):月亮離地球較遠,無法完全遮擋太陽,本影延伸區域內的人可見日環食。
  • 日偏食 (Partial):不管月亮遠近,只要是在月球半影區中的人都可看到月亮讓太陽「缺角」。
  • 複合日食 (Hybrid) 或全環食 (Annular-Total)(罕見):月亮恰好可遮住整個太陽,使地球上部分地區的人看見日全食,另一部分地區的人看見日環食。

小知識:月球在地球表面投射的陰影可分為「本影區」和「半影區」。在本影區中,所有的光線會被完全遮蔽,如同光源消失一般。而在半影區中,只有部分的光線被遮住,光源就像是缺了一角。

當月球離地球較近時,在本影區域的人可看到日全食;當月球離地球較遠時,在本影區延伸區域(偽本影)的人可看到日環食;無論月球遠近,只要是在月球半影區中的人都可看到太陽「缺角」。

日食要怎麼觀測?

若要精準捕捉日食動態,時間由前至後,主要可以觀看初虧(偏食開始)、食既(環食開始)、食甚(食的中央)、生光(環食結束)、復圓(偏食結束)這幾個階段,但在台灣不同地區能看到的日食階段不一樣。

我們在這支合作影片中也介紹了日環食五階段,一起來看看吧!

觀賞地點:

2020 年 6 月 21 日這天下午 2:44 分之後,從金門到台東,全台各地將陸續出現日食,但只有金門、澎湖、雲林、嘉義、台南、高雄、花蓮與台東部分地區可看見壯觀罕見的日環食,其他地區則可見食分甚大的日偏食。(欲知日食詳細時間,可至網路天文館的各縣市行政區與外島日食時間表查詢)

只有金門、澎湖、雲林、嘉義、台南、高雄、花蓮與台東部分地區有機會可看見日環食。

觀賞配備:

由於眼睛曝曬在陽光底下容易造成乾眼症、角膜炎、白內障等傷害,所以我們必須擁有一副好的配備觀察日食,那該準備什麼配備呢?以下列出幾項觀測日食的最佳好幫手:

純觀賞日食:

減光器材:若想直接看日食,可用市售太陽觀測專用減光濾紙,或是自行準備曝光且沖洗過的「黑白底片」或 X 光片、係數 11 以上的電焊玻璃、黑膠片、專用日食眼鏡。

觀看日食時,必須使用專用日食眼鏡,而非一般太陽眼鏡喔!

** NG 行為一:使用太陽眼鏡、墨鏡或看水中太陽的倒影都會傷害眼睛喔!**

針孔投影:看日食「最安全」的方法,可利用樹葉縫隙或任何有「洞」的器具,將小孔對準太陽,藉針孔投影的方式觀測投影到地面、平面的成像逐漸出現「缺角」。(如下圖示意)

望遠鏡(雙筒或單筒望遠鏡都行):

  • (1) 減光:使用太陽觀測專用減光濾紙加裝於物鏡,或使用望遠鏡專用太陽濾鏡。
  • (2) 投影:透過望遠鏡將太陽投影在白色屏幕或紙上。

** NG 行為二:使用望遠鏡投影在白紙上時,白紙的位置若太接近望遠鏡的焦點,可是會因望遠鏡聚光的特性而引起火燒紙的喔!**
** NG 行為三:直接拿望遠鏡的目鏡或尋星鏡,以肉眼直接看太陽,可是造成眼睛灼傷,甚至失明喔!**

若是要直接對準太陽拍攝日食,無論是望遠鏡,或是攝影機務必加裝減光設備。常見的設備有:

減光鏡:最普遍使用的是中性灰濾鏡 (Neutral Density Filter,簡稱 ND 鏡),ND 鏡分為很多等級:使用 ND2 會讓通光量減至原通光量的 1/2,使用 ND4 會讓通光量減至原通光量的 1/4,以此類推。通常會使用太陽專用的 ND 鏡,且必須是 ND4 或 ND5 以上。

** NG 行為四:若使用目鏡專用的太陽濾鏡,易因為位置接近焦點,而造成破裂、發生危險,因此盡量避免使用此類濾鏡。**

ND 濾鏡分為很多種類,在觀測日食必須選擇適當的等級濾鏡才能真正保護眼睛喔!圖 / flickr

太陽觀測專用減光濾紙:使用前,需要注意濾紙的鍍膜是否有損毀、脫落或不平整等問題,若是發現問題,應避免使用。

拍攝技巧:

  • 縮短曝光時間:拍攝前先測試不同的曝光時間,正式拍攝時也可以嘗試不同的曝光照片,方便抓到最佳的日食身影。
  • 特寫:想要捕捉日食不同階段的特寫的話,建議使用焦長 400~1000 mm 以上的鏡頭或望遠鏡,或是利用焦長 200~300 mm 鏡頭加裝 2X 或 3X 加倍鏡。
  • 間歇攝影:預先確定日食全程所需時間與太陽在天空的路徑,選擇具有重複曝光功能的相機、適當的鏡頭,將相機固定在一定點,將太陽影像曝光於同一張底片,且需隨太陽被食的程度調整光圈大小與曝光時間。

觀賞小撇步

除了我們為你精心準備的日環食觀賞懶人包外,這裡也統整了看日環食的各種小撇步:

  1. 如果想看日食但身上沒有任何配備怎麼辦?拿出你的鑰匙吧!透過鑰匙孔投影成像,就可以輕鬆觀測日食囉~
  2. 每次觀察日食的時間長度約 10~20 秒即可,如果過久易造成視力受損。
  3. 由於環食發生的時間極短,約莫 1 分鐘以內,建議先來看看網路天文館提供的日食時間表,才不會錯失與日環食相遇的時刻喔!
  4. 日食前後的環境氣溫、天光亮度等會有變化,如果有興趣觀察太陽被擋住時,地球發生什麼變化的人,可以自備相關設備測量。
  5. 沒辦法親臨現場參觀的人,也可以透過台北天文館的日食線上直播,一同觀賞這盛大的一刻。

在 2020 年 6 月 21 日這天,如果你真的很想親自參加這場日環食盛會,嘉義市特別舉辦了系列活動(包括攝影比賽、闖關活動等),請把握這有生之年只剩一次的機會吧!

在幾乎都被環食帶覆蓋的嘉義市,針對日環食有一系列的特別活動喔。

此外,在台北的朋友們別灰心~台北天文館也有舉辦日食主題特展、大眾日食講座等展演節目,歡迎大家一同共襄盛舉。

台北天文館所舉辦的「太陽的魔法特展」(展期2020/4/1~10/11),展區展出許多關於日食的歷史與成因,還有好玩的闖關活動以及神秘過關小禮物,等你來拿呦~圖 / 台北天文館-太陽的魔法特展 拍攝

參考資料


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