“目视日食的安全减光”，请高手帮修正

目视日食的安全减光

薛霏扬

日全食是一场摄人心魄的天文奇观，每次发生都吸引了许多人专程观看。虽然全食阶段的亮度与满月相似可用肉眼直视，但是偏食阶段的太阳依然相当亮。但是每次日全食发生时都有人因为观测的方法不当导致不可逆的视力损伤。
视网膜被灼伤的时候没有任何异样感觉！也就是当眼睛被光线灼烧的时候你并不知道，无论是红外线或者紫外线这种不可见的光同样没有感觉。这种灼伤会伤害到视力而且目前的医疗技术无法恢复，一般在灼伤之后几个小时之后才会感觉到视力降低，但为时已晚，且不可逆转。所以在观看这一天文奇观之前需要做好安全准备，主要就是减光。
本文是对偏食阶段而言，即太阳被月球完全遮蔽之前和完全遮蔽的结束之后，也适用于平时对太阳（比如太阳黑子）连续长时间观测，如果只是抬头瞄一眼，几分之一秒的时间对视力不会有严重的永久损伤，只是看不清楚罢了。
安全观测太阳需要充足和全面的减光。我们能看见的只有可见光，但是太阳辐射出来的光除了可见光，红外线、紫外线都有，而这些都会被视网膜吸收，视吸收强度与时间决定视力是否会损伤以及损伤程度。
下面介绍几种安全的减光方法，可以确保安全，兼顾观测质量，推荐采用

1. 投影法：可以是在望远镜后固定一块屏幕使太阳的像投影上去，也可以是树叶间的缝隙或者纸片中间穿个孔利用小孔成像原理投影太阳的像。由于是间接观测，这是最安全的方法，同时还能多人同时观看。
2.巴德（Baader）膜：这个是近年出现并普及的专业的太阳观测滤光膜，一种镀了金属的薄膜，所以有金属光泽。使用望远镜将其固定在物镜前端；目视则固定在眼睛前面隔着看太阳。巴德膜根据滤光的比例分为几种密度，其中5.0的密度适合目视。市面上可以买到巴德膜制成的太阳观察眼镜和望远镜用的巴德膜盖，也可以自己购买散装的巴德膜自己制作太阳观测眼镜或者望远镜用的巴德膜盖。在望远镜上用巴德膜滤光时一定要确保巴德膜牢固的固定在目镜前端，否则一旦在观测时意外掉落，后果不堪设想！同时要限制通光口径。本次我们提供的太阳观察眼镜就是巴德膜制成的。巴德膜的缺点就是价格昂贵，易被氧化、腐蚀导致寿命短。巴德膜需要保存在干燥的环境中，不能折叠，同时避免皮肤接触它。空气中的水、皮肤上的汗液、油脂都会加速它的氧化与腐蚀。
3. 焊工用的14号的焊工防护玻璃：根据NASA（国家航天航空局）的测试它的减光符合要求，相对于巴德膜，它的缺点是光学质量不高，拍照效果不如巴德膜，但是大部分用过的人认为目视情况下与巴德膜差异不大。它也有优点，比巴德膜容易购买到而且便宜很多，不容易被氧化腐蚀，寿命比巴德膜长，对于保存环境要求低。
4. 含银盐的黑白负片完全曝光，然后充分显影到黑色（即卤化银完全曝光还原成银颗粒），一张或者两张叠在一起隔着看。里面的银颗粒就是最主要的滤镜。这是老一辈天文爱好者以前广泛使用的一种方法。但是一定要注意必须是含有银盐的黑白负片完全曝光并充分显影到黑色，否则不可采用！
5. 太阳棱镜（Solar Diagonal / Solar Prism）：专业器材，一种在望远镜目镜端用的棱镜，把5%的光线反射到目镜，还需要再加装一个目镜滤光片使用，5%的光在棱镜内反射衰减、90%的光折射到外面。在直接观测当中的安全性相当高，同时价钱相当昂贵，国内很少见。

业余天文学界的太阳观测最流行的减光方式就是巴德膜了。此外市面上还有多种太阳滤光片，NASA认为安全太阳的滤光材料的透过率必须低于0.0032%，而看起来不刺眼则是0.0003%。除了巴德膜外还有多种镀金属的的滤光片，但是光学质量往往不如巴德膜。还有一种黑色的聚碳酸树脂薄膜同样常见。这些滤光片也被制成太阳观察眼镜出售。不过这几种滤光片市面上的质量参差不齐，购买请慎重，须仔细观察其质量。
太阳滤光片（包括装在太阳观察眼镜上面的太阳滤光片）购买时要仔细检查，镀有金属层的太阳滤光片每次使用之前都要检查。隔着它对着明亮的光源仔细看是否有漏光的地方，安全的这些滤光片隔着看室内的灯光应该是看不见光亮的。以巴德膜这类有金属镀膜的滤光片为例，对着光看，上面不能有针孔、折痕和指纹。针孔一般是时间长或者保存环境不佳导致表明的金属镀膜被氧化或腐蚀导致一个透光的小点；折痕顾名思义就是像折叠的痕迹那样的一条，一般是被折叠了导致这条痕迹上面的金属镀膜氧化、腐蚀加速而透光的一条线；指纹一般是手指接触之后皮肤上面分泌的油脂、汗液造成的腐蚀造成指纹形状的透光图案。这些小的瑕疵如果很少很小会影响光学质量，多或大则不利于安全。

下面这些是不够安全方法，请不要使用！

1. 不安全的滤镜:彩色胶卷、不含银的黑白胶卷（比如采用显色剂的黑白胶卷）、有图像的胶卷、烟熏的玻璃、太阳镜（带几副也不够）、软盘、光盘、照相用的中性密度滤镜（ND）、偏振滤镜（PL）
2. 墨水反射法
3. 单独使用望远镜目镜端（即靠近眼睛一端）的滤光片：这种做法极度危险！！没有太阳棱镜，望远镜的物镜汇聚阳光在这个滤光片，及其容易会烧毁或者爆炸，决不能单独使用！


主要参考资料：
1. Total Solar Eclipse of 2009 July 22

3.1 EyeSafety and Solar Eclipses
（http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEpubs/20090722/TP214169a.pdf）
编者：F. Espenak and J. Anderson
作者：B. Ralph Chou, MSc, OD
Associate Professor, School of Optometry
University of Waterloo
Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1
译者：Bearcat@牧夫天文论坛（http://www.astronomy.com.cn）

2. Eye Safety During Solar Eclipses
（http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEhelp/safety2.html）
作者：B. Ralph Chou, MSc, OD
译者：Wah!!@香港天文論壇（http://www.hkastroforum.net）

3. 觀測日食的安全方法
（http://www.hkastroforum.net/viewtopic.php?t=1142）
作者：Wongsir@香港天文論壇（http://www.hkastroforum.net）

自己顶一下……
不论好坏，给点意见啊……
难道这个区没人吗？

呵呵，顶一下，什么社团啊，这么多人

危害性还可以再谈详细一些，本期天爱上有篇专稿写得挺好，其中指出：

通常情况下，太阳光非常强烈，你很难不眨眼就直视太阳，但日全食发生前的几分钟，太阳光大大减弱，你不会因阳光太强而眨眼，可就是残余太阳光球层的那一点点光也足以伤害你的视网膜。
……
在不适当的保护下观测太阳是极度危险的, 因为光照造成的视网膜损伤是不会产生痛楚的 (视网膜上没有痛觉神经), 然而视网膜会在受损后最少数小时后才会出现征状！
……
很多人错误地以为看到日面被遮挡住90％甚至99％的“全食”与100％的日全食相差无几，事实上由于平日的太阳要比日冕亮100万倍，所以即使是当日面被遮挡了90％时，日面的光仍比日冕要亮10万倍，同理可以推知99％被遮挡住的日面亮度是日冕的1万倍。
……
只有在月球完全覆盖太阳的时候，用肉眼看日食才是安全的。在环食和偏食的时候，没有适当的设备和技术，看太阳均是危险的。即使在太阳表面99％被覆盖（光球）时，太阳亮度和日落时的差不多，剩余的光球部分的亮度仍足够造成视网膜烧伤，亦可能导致永久性眼睛损伤或视力严重下降。
……
安全和最廉价的方法是通过投影、针孔等方法来看太阳的影像。如：多孔的万能电路板、宽松的编织草帽、甚至交错的手指，都可以使太阳在屏幕上成像。

如果有有专门的滤光目镜就好了～～～

4# azki 搜

谢谢这位兄弟的帮忙！！
视网膜灼伤时没有痛觉我写了，但是只是一句话就过了。
危害我也只是写了一点点
但是上次我在看到一篇bearcat翻译的东西，上面有一段这样的：

在日全蚀来临之前的几天甚至几周，媒体上铺天盖地的新闻、通告、访谈等都在警告观看日蚀的危险。
不幸的是，尽管这些警告的动机是好的，但是它们经常误导不明真相的群众，甚至吓得他们完全不敢去看日蚀。
尤其对于学生来说，这样的做法是适得其反的。
如果老师和其他权威人士告诉一个听话的学生：观看日蚀是危险的，然后这个学生就没有敢看日蚀。
但是之后他发现同学们都去看了日蚀，也没有发生事故，他就会觉得被骗了。
当他觉得老师和权威人士也会犯错，而不再信任他们的时候，他会如何对待他们讲的其他有关健康生活的忠告呢（比如吸毒、艾滋病、吸烟等）？
（引用自Pasachoff在2001年的研究结果）
误导也许比什么都不说更糟糕。
（译者注：这个观点完全不适合中国国情——安全教育不是过多，而是不够！）

而且我写这个东东是希望告诉那些慕名而来看日全食的同学们安全的方法，而不是危害。
危害只是我这么做的原因
而且由于我国当前的教育状况，现在的高中生都很忙，学习压力很大，如果篇幅太长，他们就不会仔细看；如果写得太简单、不说清楚原因，他们可能不理解而导致不听……
所以我筛选出适合这些外行的东东，又尽力的缩减篇幅同时确保表述清楚了

6# machael
你担忧宣扬危害太多而而误导人不敢去看，也有一定的道理。不过如果不讲清楚危害，后面那么多麻烦的过滤镜介绍就缺乏必要性的基础。他会不会被其麻烦性吓到就不去看，“之后他发现同学们都去看了日蚀，也没有发生事故，他就会觉得被骗了。……”呢？

我觉得现代人有很多时候做事，会过分相信自己的能力而过分轻视危害的程度，习惯以带着侥幸心理做事，最后闹出不可收拾的结果
最常见的像飚车这件事，有那么多车毁人亡的惨痛教训在前，照样有人会想着我技术好、我反应快、我不会撞着人，摄像头不一定能拍着我。然后开着“70码”的速度就上街去了，等到出了事哭都来不及。

所以我觉得说清楚危害是应该的，讲清楚要点，也不需要大篇幅的文字。

以你写到的危害介绍为例：
“但是每次日全食发生时都有人因为观测的方法不当导致不可逆的视力损伤，而且视网膜被灼伤的时候没有任何异样感觉！
安全观测太阳需要充足和全面的减光。我们能看见的只有可见光，但是从380nm波长的紫外线到1400nm波长的红外线，视觉组织都有相当高的吸收率。而太阳所发出的辐射从290nm波长的紫外线直到米级波长的无线电波都有。所以如果只滤去可见光，剩下的红外线和紫外线依然会被视觉组织吸收并可能造成伤害。”

以下问题对外行而言可能搞不明白是啥意思：
“不可逆”指的是啥？
“不可逆”的程度有多严重？
“视网膜被灼伤没有异样感觉”那我还有啥可担心的？
我需要对多少多少纳米的光进行了解么？
红外线紫外线会造成的伤害有多严重？
这些问题上语焉不详，可能让人产生侥幸心理：弄这些滤光镜太麻烦了，我也不看时间太长，眯着眼瞄一瞄，顶多也就被晒花一会儿，揉揉眼就没事了

试调整你的前三段介绍如下，以供参考：
日全食是一场摄人心魄的天文奇观，每次发生都吸引了许多人专程观看。但是如果观测的方法不当，可能导致永久性眼睛损伤或视力严重下降。
众所周知，一片不大的凸透镜就能通过汇聚阳光，轻易将火柴头的温度提升到其燃点170℃以上。而人的眼球、望远镜、照相机、摄像机都相当于具有聚焦功能的凸透镜，直接观看或拍摄太阳是极度危险的行为。
近年得到普及的专业的太阳观测滤光膜——巴德膜，可以将阳光的强度降低至十万分之一，透过它来观察太阳才是安全的。按其减光的比例，我们也可以知道，在日食过程中即使太阳的表面被遮挡了99%，光线的强度仍然超过安全观测的1000倍，所以依然不能直接进行目视。只有在月球完全覆盖太阳的时候，才允许用肉眼直接观看日食。
下面介绍几种较为安全的滤光减光方法……

谢谢楼上！
我需要参考你的意见把这篇东东修改得更加傻瓜化一点…

贝利珠的时候尚未被完全遮蔽，但是也可以直视，这是否可以解释为亮度虽然没有降低到长时间观看安全的范围，但是已经大幅降低，另外贝利珠距离完全遮蔽只有几秒时间，所以这样短时间的观看不会有损伤？

这个团的学校算是一个相当优秀的学校，而且大部分都是高中生，考虑到他们的分析思考能力和知识，所以一些结论没有明确的写出来以缩减篇幅，也用了一些名词
但是如果再考虑到少量初中生或者可能少量能力不是那么强的同学…
或许我有必要再解释简化一些名词和说法，加上一些分析出来的结论…
具体的做法晚上放学回家再搞…

我觉得前面几楼说的过分夸大危险的副作用还是有道理的。尤其是烟熏玻璃与墨水反射这两种办法，传统上已经用过多年了，并没听说用这两种办法造成眼睛损伤的案例。那些研究对于长时间观看还是有道理的，但是如果只是几秒钟短暂观看后休息一阵再看，我认为烟熏玻璃与墨水反射还是可行的（与彩色胶卷、软盘不同，这两个透过的红外线实在太多了，而对可见光减光又很好，很容易造成安全的错觉而长时间观看）。

实际上，就算没有任何防护，直接看太阳（不通过望远镜）几分之一秒马上移开视线也不会造成永久损伤，只是什么都看不清罢了。

去年我在金塔郊外，几位农民也从家里出来看。我只买了一块电焊玻璃，又要拍照，不好分给他们看，他们就自己从家里临时熏了几块玻璃。这样的情形，总不能给他们说不安全不要看吧……

我觉得可以单独写一段关于烟熏玻璃与墨水反射（还有光盘也应该算），还是说不安全，强烈不推荐，但是实在没准备其他材料时可以应付一下，只是观看时间不要长了，看几秒钟就休息个半分钟之类的。而彩色胶卷、软盘等方法强调特别不安全。

另外，我觉得文章低估了电焊玻璃。英文原文之所以说是下策是因为用于拍照的话成像质量比不上巴德膜之类。但是用于目视完全够了，而且比巴德膜耐磨耐腐蚀，如果人手一只用于目视的话我认为比巴德膜更好，因为巴德膜分发给学生后很可能发生保管不善磨出针孔的事，100多人大团出去又不可能替他们一一检查，用电焊玻璃还是安全得多。

电焊玻璃的效果可以看这帖的8楼，我去年用国产数码相机+电焊玻璃拍的：
http://www.astronomy.com.cn/bbs/ ... 276&ptid=111968

原文关于安全问题我觉得有点混乱了，其实只要讲清楚：安全的滤镜是全波段减光都要达标的，具体标准是多少数字学生可以不知道，但是一定要知道列出来的不安全的滤镜主要都是因为红外线减光不够，而对可见光减光又很好，很容易造成安全的错觉而长时间观看而损伤眼睛（红外线烧伤眼睛没有痛觉也要提到）