日食觀測小提醒

圖／林志隆提供

商家販售的已裝框太陽觀測眼鏡，通常都會有一點顏色，像圖1的就偏橘色，而圖3裡面的電焊用黑鏡則會偏綠色。

太陽觀測是天文觀測中危險性最高的一種，所以想要看日食的人一定要做好防護。本文將簡略介紹幾種簡單、便宜、安全的太陽濾鏡以及取得方式。

臺灣的日環食現象

今（2020）年的 6 月 21 日，臺灣即將發生一件非常罕見的天文奇觀—日環食，文謅謅一點的說法叫做「金環日食」。而且這一次的環食帶（可以見到月球全部掩入的區域）就剛好從臺灣上空穿過，將會經過臺東、花蓮、南投、嘉義縣市、雲林、臺南、澎湖以及金門等縣市。上一次在臺灣發生的日食是 2012 年 5 月 21 日的日環食，那一次經過的是中部以北地區，像臺中就只能看到差一點點的金紅色牛角形狀。至於臺灣下一次有日食中心帶經過，則是 2070 年 4 月 11 日經過臺灣最南端鵝鑾鼻燈塔以及綠島的日全食，那可就得再等 50 年了。

作者2012年5月21在臺中都會公園拍攝的日偏食，臺中不在環食帶之中，所以還是缺一點點無法接成一個環。 — 作者 2012 年 5 月 21 日在臺中都會公園拍攝的日偏食，臺中不在環食帶之中，所以還是缺一點點無法接成一個環。

星空中的奇觀：解讀日食和月食的奧秘

日食是月亮剛好擋在太陽和地球中間而遮蔽住太陽的現象。月亮繞行地球公轉有時會跑到內側，有時會跑到外側。如果跑到外側時，剛好被地球影子遮住就是月食；如果跑到內側時，影子能遮到地球就是日食。雖然月球每個月會繞地球一圈，但卻不是每個月都有日、月食發生，這是因為月球繞地球公轉的軌道（叫做白道）和地球繞太陽公轉的軌道（叫做黃道）沒有完全重合，還夾了一個平均約 5 度 09 分的交角，而且這個交角還不是固定的，所以不會每個月都有日、月食發生。

月跟地要發生互相掩食的現象每年只有兩段時間，就是地球運行到白道面跟黃道面交會點（一個叫做升交點，一個叫做降交點）附近的時候。可是，地球到達這兩個交點位置的時候，月球不一定會剛好在正內側或正外側，也許會早一些或晚一些。而在通過一側（內或外）之後半個農曆的月（29.5 天），月球就會跑另外一側（外或內），很多時候都沒有脫離彼此的陰影範圍，所以日、月食經常會相繼發生，有時是日食後半個月發生月食，有時則是先月食再日食，甚至會出現「日食-月食-日食」或「月食-日食-月食」，隔半個月接連發生的現象。一般而言，每年都會各有 3-4 次的日、月食發生，一年最少都會各有 2 次。像 2020 年就會有兩次日食，除了 6 月這一次之外， 12 月 14 日在南美洲還有一次日全食（臺灣不可見），由於這兩次日食地球都位在很接近交點的地方，所以日食的前後半個月也各有一次月食，但這些就都是偏蠻多的「半影月食」了。

罕見的日環食

一般人可能對看月食比較有印象，感覺似乎很常看到，而對於日食就覺得很稀罕。前面也提到， 2020 日環食之後，臺灣要等到 2070 年才會再看到日全食，似乎也真的是很稀罕。其實兩種食的次數是差不多，但是因為可觀測性不一樣，才會造成這樣的錯覺。那可觀測性的差別在哪裡呢？在於能看到日食的人必須要剛好位在月影裡面，而月亮比地球小很多，所以在地球上只有很小一部分地區的人能看得到日食，甚至在離中心遠一點的人可能根本注意不到太陽缺了一塊。至於月食呢，只要月球一進入地球影子中被遮蔽了，基本上半個地球的人都看得到它缺了一塊，這麼一來大家就覺得月食比較常見了。

在未來幾個月將會有許多討論這次日環食的文章出現，本文要先從觀測時的注意事項開始談起，因為日食觀測是天文觀測中最危險的一項。天文同好們才常開玩笑說：「每個人一生只有兩次機會用望遠鏡直接看太陽，一次左眼，一次右眼。如果你是拿雙筒望遠鏡的話，那就只有一次。」

安全觀看日食：避免危險的方法和必要濾鏡

在提到觀測方法之前，我們要先說明一下望遠鏡的功用。一般人看到望遠鏡會關心它的放大倍率，但天文學上在意的卻是它的「集光力」這項功能。因為天文觀測的目標大多很暗，所以必須靠著望遠鏡前面的鏡片（物鏡）收集光線來提高亮度，這樣才能看到一些很暗的東西。有些人可能做過拿放大鏡在太陽下聚焦來燒紙片的實驗，想像一下，如果放在鏡片底下燒的是眼睛，那會有什麼結果？所以千萬不要在沒有正確防護（使用太陽濾鏡）下用望遠鏡看太陽。世界級的天文臺望遠鏡越做越大，不是為了提高倍率，而是為了收集更大面積的光線。可是這項功能在觀測太陽的時候就很要命了，因為陽光本來就很強，再提高個幾十、幾百倍，那眼睛一下就燒掉了。

觀測日食最簡單的方法就是用眼睛看，不要用望遠鏡來放大。但是，即使只是用眼睛看，不透過望遠鏡集光和放大，陽光還是會對眼睛造成不適或傷害。一般天文用的太陽減光鏡需要減光至少一萬倍，最好要減光十萬倍才比較不會傷眼。下面將為各位介紹一些常見、易取得而安全的太陽觀測方式和濾鏡設備。至於一般太陽眼鏡的減光力只有幾倍的程度，那是絕對不能拿來直視太陽的。

太陽觀測裝備：太陽保護鏡與太陽濾膜

對於肉眼觀測來說，大家可以考慮購買一些天文器材店賣的現成太陽保護鏡，其好處是方便舒適而且經過檢驗比較安全。在圖中綠色箭頭所指的黑色塑膠膜是一種叫做太陽濾膜的特殊濾光膜。一般它是一大片的賣給使用者回去自己剪裁成所需的大小和形狀，許多業餘愛好者也會用來製作鏡頭前遮光罩給相機用。下圖就是把這樣的減光膜裁切裝框，做成眼鏡形狀後的商品。

在下圖的長條型黑色玻璃片僅適合於肉眼觀測，不能用在望遠鏡觀測上。這樣的濾鏡是一般電焊焊工使用的安全濾鏡（俗稱黑鏡），常常會裝在挖了洞的面罩上面。這在許多五金大賣場都可以買得到，而且價格也很便宜，一片大約是 20 塊錢左右。但是這種濾鏡會依減光能力分很多種型號，號數越大減光效果越好。對於太陽觀測來說，至少要用 12 號 ( #12 ) 以上的黑鏡才比較安全，如果能買得到 13 號的話會更好。