Laboratorium Zimnych Atomów przy Powierzchni

Start

Plamy na Słońcu

Aktualizowany zbiór zdjęć plam na Słońcu można znaleźć tutaj.

Aktualną aktywność Słońca oraz oficjalną numerację plam można znaleźć na stronie spaceweather.com.

Poniżej przedstawione są wskazówki ze zdjęciami, jak bezpiecznie obserwować plamy na Słońcu. Wszystkie bezpośrednie zdjęcia Słońca zostały wykonane w Krakowie aparatem Panasonic DMC-FZ45 z powiększeniem 24x (ogniskowa 108 mm, ekwiwalent dla 35 mm - 624 mm).

Przede wszystkim musimy pamiętać o bezpieczeństwie naszego wzroku! Nigdy nie wolno patrzeć wprost na Słońce ani gołym okiem, ani przez lornetkę czy teleskop. Obserwacje są możliwe dopiero albo przy użyciu odpowiedniego filtra, albo stosując metodę pośredniej projekcji okularowej – czyli oglądając rzeczywisty obraz Słońca tworzony przy pomocy np. lornetki na kartce papieru!

Obserwacji plam na Słońcu możemy dokonać na dwa podstawowe sposoby:

  1. bezpośredniostosując filtr i oglądając tarczę Słońca okiem nieuzbrojonym lub przez lornetkę czy lunetę z filtrem, albo robiąc jej zdjęcie aparatem z zoomem (również z filtrem). Wyjątkowo, w sprzyjających okolicznościach, rolę filtra może pełnić ziemska atmosfera. W przypadku globalnym – o zachodzie Słońca, natomiast lokalnie – szczególnie w godzinach rannych – skutecznym filtrem może być mgła. Ta metoda obserwacji jest jednak niebezpieczna i nie wolno jej prowadzić przez lunetę czy lornetkę! Najlepiej wykonać wtedy zdjęcie aparatem bez filtra – przykład jest pokazany tutaj.
  2. pośrednio – obserwując obraz Słońca na ekranie (np. kartce papieru), tworzony przy pomocy lornetki lub lunety, a nawet camera obscura. Ta metoda wydaje się być najbezpieczniejsza i pozwala na jednoczesną obserwację wielu osobom.

1. Jaki zatem zastosować filtr do obserwacji i fotografii bezpośredniej?

Oceny danego materiału pod względem jego przydatności jako filtr zazwyczaj dokonujemy intuicyjnie – po prostu bezpośrednio obserwując, w jakim stopniu osłabia on promieniowanie widzialne, docierające do naszego oka. Słońce emituje jednak nie tylko światło widzialne, ale też między innymi promieniowanie ultrafioletowe (UV) i podczerwone (IR), których tłumienia przez nasz filtr nie jesteśmy w stanie łatwo ocenić. W zasięgu ręki możemy mieć na przykład dyskietkę komputerową, kliszę ze zdjęcia rentgenowskiego czy naświetlony film światłoczuły 35 mm. Poniżej zestawione są wyniki pomiaru transmisji różnych filtrów, dla trzech długości fali z zakresu widzialnego i bliskiej podczerwieni:


film 35 mm
dyskietka 3.5 cala
folia Baader ND5
532 nm
2.2%
1.2%
0.01%
650 nm
2.4%
0.3%
0.001%
780 nm
0.5%
1.3%
0.01%

Jak widać, najbezpieczniejszy filtr spośród najtańszych to firmowy filtr Baader ND5, sprzedawany w kawałkach 10x10 cm za 8-10 zł. Gorąco polecamy jego zakup! Pamiętajmy jednak, że powyższa tabelka nie obejmuje zakresu UV i dalszej podczerwieni i filtry inne niż firmowy (dla którego ochrona jest gwarantowana) mogą nie być bezpieczne!

Najtańszy filtr fabryczny jest wykonywany w postaci folii i należy go odpowiednio zamontować na lornetce, lunecie czy aparacie fotograficznym. Poniżej po lewej widać filtr nałożony na pierścień z tektury i przyklejony do niego taśmą samoprzylepną. Pierścień pasuje na wcisk na obiektyw małej lornetki. Po prawej widoczny jest filtr wklejony w osłonę przeciwsłoneczną do obiektywu aparatu fotograficznego.

filtr na obiektyw lornetki


filtr na obiektyw aparatu


Poniżej widać lornetkę 8x30 z nałożonym filtrem na jeden z obiektywów (do obserwacji wymagane są oczywiście dwa takie filtry):

lornetka z filtrem

Przed każdym użyciem należy sprawdzić czy folia nie jest uszkodzona oraz czy nie istnieje niebezpieczeństwo, że przypadkowo się odczepi.

Podobnie jak przy zdjęciach Jowisza, Saturna i Księżyca, wykonano szereg zdjęć Słońca, które następnie uśredniono (tak zwane stackowanie) w darmowym programie RegiStax (11.11.2011):

plamy na Słońcu - Baader 5 - stackowanie

kliknij na zdjęciu aby powiększyć

Zdjęcie uśrednione z 10 zdjęć z ręki. Przesłona 8.0, czas 1/320 s, ISO80, zoom 24x (ogniskowa 108 mm)


Porównanie amatorskiego zdjęcia Słońca (po lewej) ze zdjęciem profesjonalnym ze strony spaceweather.com (po prawej):

plamy na Słońcu


Przetestowano również filtr foliowy Baader 3.8 (nominalna transmisja to 0.016%). Filtr ten może być używany jedynie do fotografowania. Dla aparatu Panasonic DMC-FZ45 i powiększenia optycznego 24x trzeba było użyć maksymalnej przesłony, minimalnego czasu naświetlania (1/2000 s) i minimalnego ISO (80). Ze względu na dużą jasność zdjęcia, plamy są dobrze widoczne dopiero po zwiększeniu kontrastu i zmniejszeniu jaskrawości zdjęcia.


plamy na Słońcu - Baader 3.8

kliknij na zdjęciu aby powiększyć

Zdjęcie uśrednione z 18 zdjęć zrobionych ze statywu. Przesłona 8.0, czas 1/2000 s, ISO80, zoom 24x (ogniskowa 108 mm) 09.08.2012


Film światłoczuły 35 mm został testowo wykorzystany przez autora do zrobienia zdjęć plam na Słońcu oraz częściowego zaćmienia Słońca. Fragment filmu został przyklejony do tektury, w której wykonany został dziurkaczem mały otwór, dodatkowo ograniczający ilość światła padającego na obiektyw:

filtr z filmu 35 mm


Zdjęcie wykonane z powyższym filtrem (06.11.2011):

plamy na Słońcu

Przesłona: 5.2, czas 1/125 s, ISO80, zoom 24x (ogniskowa 108 mm).


Dość dobre zdjęcia uzyskano również fotografując Słońce osłabione przez gęstą poranną mgłę (07.11.2011 i 03.11.2011). Należy pamiętać o zachowaniu szczególnej ostrożności!

plamy na Słońcu - przez mgłę

plamy na Słońcu - przez mgłę

kliknij na zdjęciu aby powiększyć

kliknij na zdjęciu aby powiększyć





2. Do pośredniej obserwacji Słońca wystarczy zwykła lornetka bez założonego filtra (ale nie tak zwana teatralna), na przykład 8x30 (ośmiokrotne powiększenie, obiektyw o średnicy 30 mm) lub lepiej 15x70 (poniżej na zdjęciu). Jeśli to możliwe, lornetkę mocujemy na statywie:

lornetka na statywie do pośredniej projekcji okularowej

W przeciwnym wypadku lornetkę przytwierdzamy do stabilnego podparcia – przy pewnym wysiłku może to być nawet poręcz krzesła. Lornetkę kierujemy obiektywem w stronę Słońca. Wstępnego ustawienia dokonujemy obserwując cień lornetki na kartce papieru, dążąc do tego, aby był on jak najmniejszy. Kiedy uda nam się uzyskać na kartce jasną plamę, oddalamy kartkę i regulujemy ostrość w lornetce tak, aby uzyskać ostry obraz tarczy Słońca. Dla lornetki o powiększeniu ośmiokrotnym, tarcza Słońca ma średnicę około 30 cm przy odległości lornetka - ekran 4.5 m i około 80 cm przy odległości 12 m. Istotne jest, aby Słońce - lornetka - obraz były na jednej linii, a ekran (na przykład kartka) do tej linii prostopadły. W przeciwnym wypadku obraz będzie rozmyty i częściowo zniekształcony. Należy również zredukować ilość światła docierającego do ekranu bezpośrednio (czyli nie przez lornetkę), na przykład wykonując osłonę z tektury (widoczna na powyższym zdjęciu).

Poniżej przedstawiamy dwa zdjęcia obrazu Słońca w projekcji okularowej przy użyciu lornetki 8x30 (po lewej) i 15x70 (po prawej).

plamy na Słońcu - projekcja okularowa

plamy na Słońcu - projekcja okularowa

Obraz na ścianie, około 4.5 m za lornetką 8x30. W kółku widać plamy na Słońcu (06.11.2011)

kliknij na zdjęciu aby powiększyć

Obraz na kartce papieru, kilkadziesiąt centymetrów za lornetką 15x70. Średnica obrazu Słońca to około 8 cm.

(21.01.2012)


>>> powrót do spisu prezentacji i eksperymentów <<<


(c) 2011, 2012 Tomasz Kawalec