Vybavení > Filtry > Filtry na pozorování Slunce

Filtry na pozorování Slunce

Slunce je velmi silným zdrojem elektromagnetického záření, ale na samotný povrch Země dopadne jen část tohoto záření. Velká většina velmi škodlivého záření o nižších vlnových délkách je odstíněna jednotlivými vrstvami atmosféry Země. Na zem se tedy dostává pouze část elektromagnetického záření. Jedná se o část ultrafialového záření s vlnovou délkou větší jak 280 nm, dále záření viditelné, infračervené, mikrovlnné až po záření rádiové, které má vlnovou délku několika metrů. Tkáň oka, ze kterého je složena sítnice, je velmi citlivá především na vlnové délky 390 až 750 nm (bílé světlo), zapomenout ale nesmíme ani na infračervené záření. Zatímco UV záření přispívá ke stárnutí vnější vrstvy oka a tedy k šedému zákalu, může silná expozice světla při pohledu do dalekohledu způsobit škodu na světlocitlivých buňkách, kde dochází k složitým chemickým reakcím, které mají za následek vytváření slepých skvrn. Když se tedy při pozorování opakovaně a dlouhodobě díváme na Slunce bez řádné ochrany očí, může to mít za následek fotochemické poškození sítnice. Nejhorší je infračervené záření, jehož nebezpečí tkví v tom, že ke zraněním dochází bez pocitu bolesti, protože na sítnici nejsou žádné receptory bolesti.

Dalekohled s filtrem
Dalekohled ED-80 s instalovaným slunečním filtrem Astro Solar folie. Autor: Josef Jíra

Filtry pro pozorování sluneční fotosféry

Pro fotografování Slunce platí jedno zásadní pravidlo, a to je používání kvalitních slunečních filtrů. Proto se teď seznámíme s různými materiály, které jsou vhodné a nevhodné pro pozorování a fotografii Slunce.

Filtrů pro pozorování Slunce je celá řada. Mezi nejpoužívanější a také nejbezpečnější patří filtry, které mají nosnou vrstvu potaženou slabou vrstvou hliníku, chromu nebo stříbra. Takto upravený filtr zeslabuje jas nejenom viditelného záření, ale i ultrafialového a infračerveného. Kovy, které se používají na sluneční filtry, pak různě zabarvují sluneční kotouč. Hliník zabarvuje odstín Slunce do modrošedého odstínu, chrom do červena. Na sluneční filtry jsou kladeny vysoké požadavky na jejich kvalitu a propustnost v různých vlnových délkách. Ve viditelném oboru spektra nesmí propustnost překročit 0,003 2 %. Filtr ve vlnovém pásmu 280 až 390 nm (ultrafialové záření) nesmí propustit více než 0,003 % záření. Propustnost v blízkém infračerveném pásmu 750 až 1 400 nm nesmí překročit 0,027 % pro každou vlnovou délku. Uvědomme si, že jedno procentu z povrchu Slunce je asi 10 000krát jasnější, než je Měsíc v úplňku, proto pozorování Slunce přímo bez filtru je hazardování s vlastním zrakem!

Mezi nebezpečné filtry, kterým bychom se měli zásadně vyhnout, patří barevný film, černobílý film bez emulze stříbra, lékařské rentgenové snímky s vyvolanými obrázky, kouřová skla, fotografické neutrální a polarizační filtry. Sluneční filtry musí být navrženy tak, aby nikterak neohrozily zdraví a fotografickou techniku. Pokud si nebudete jisti kvalitou daného filtru, tak ho raději ani nepoužívejme. Na první pohled se nám může zdát, že filtr je schopný odstínit velké množství „bílého světla“, ale uvědomme si, že se ze Slunce šíří i jiné druhy záření, které nejsme schopni vnímat, ale které nám mohou výrazným způsobem poškodit zrak. Převážně se jedná o infračervené záření, proto kvalitní sluneční filtr musí odstínit zejména tento druh záření.

Zásadně se nedoporučuje používání filtrů, které se vkládají do ohniskové roviny dalekohledu. Zde totiž hrozí přehřátí filtru a následné prasknutí!

Existuje celá řada způsobů, jak snížit jas sluneční fotosféry. Tím nejpoužívanějším je umístění filtru před objektiv. Tak zamezíme průchodu přebytečného světelného a infračerveného záření. Důležité je pevné upevnění filtru na tubusu dalekohledu, který by měl odolávat poryvům větru a náhodné manipulací s dalekohledem.

Mezi nejpoužívanější filtry pro pozorování sluneční fotosféry patří skleněné filtry, fóliové filtry a pentagonální hranol, známý pod označením Herschelův hranol.

Skleněné filtry

Továrně vyráběné skleněné filtry pro pozorování a fotografování Slunce jsou vyráběny jako rovnoběžně leštěné planparalelní plochy, které jsou pokovené zpravidla z jedné strany. Parametry přesného vybroušení zaručují, že výsledný obraz Slunce nebude nikterak znehodnocený tím, že mu do optické cesty paprsků vložíme „skleněný člen“.

Zásadní rozdíl v kvalitě skleněných filtrů je v jejich způsobu pokovení, který probíhá několikrát za sebou. Největší problém spočívá v zajištění správné tloušťky kovu, nejčastěji niklu a chrómu. Nanášení kovu probíhá formou napařování ve vakuu.

Skleněné filtry
Skleněné filtry na pozorování Slunce.
http://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p2239_Orion-Sonnenfilter-visuell---optisches-Glas---Aufsteck-D---295mm.html

Astro Solar fólie

Astrosolar fólie od firmy Baader Planetarium se stala nejlevnější variantou pro pozorování sluneční fotosféry. Nejenom její cena, ale i kvalita pomalu vytlačila výrobce skleněných pokovených filtrů. Fólie je silná 0,012 mm a svými optickými vlastnostmi se vyrovná planparalelní desce. Samotná barva zobrazeného slunečního kotouče je neutrálně bílá. Pohled je jasný, kontrastní a ostrý. Její další výhodou je propustnost v modré oblasti. Fólii lze bez větších problémů použít i při velkém zvětšení. Výrobce garantuje parametry a bezpečnost certifikátem CE (dle normy EG-89/686 a EN 169/92). Výrobce samotnou fólii vyrábí v základní velikosti formátu A4 (210 x 297 mm) nebo v roli 100 x 50 cm pro větší přístroje. Pro astronomickou fotografii nás ale bude zajímat fólie, která je prodávaná pod obchodním jménem Baader Astro Film. Tato fólie je obdobou Astro Solar fólie, ale její propustnost je mnohem větší. Uvádí se, že propustnost fólie je 0,016 %, tedy ND=3,8, zatímco u vizuální fólie je propustnost ND=5,0. Optické vlastnosti obou druhů fólií jsou prakticky identické. Fotografovat se dá samozřejmě přes oba typy, ale s fólií určenou pro fotografování dosáhneme mnohem kratších expozic, což uvítáme i při pozorování. Hodnoty ND (Natural Density) vyjadřuje optickou hustotu filtru a tím i propustnost samotného filtru, která se vyjadřuje v procentech. Pozor fólie Baader Astro Film není určena pro vizuální pozorování Slunce, protože její propustnost je větší! Velkou výhodou fólii na pozorování Slunce je jejich cena, která nám dovoluje použít tohoto slunečního filtru pro všechny typy dalekohledů. Pouze budeme omezeni samotným průměrem.

Filtr Astro Solar
Filtr Astro Solar folie v roli. Firma: Baader Planetarium
http://www.baader-planetarium.de/sektion/s46/bilder/fotofolie_02_gross.jpg

Turbo film

Zde malinko odbočíme od tématu fotografování Slunce. Firma Baader Planetárium společně s fóliemi na pozorování Slunce uvedla na trh speciální druh čiré fólie, kterou prodává pod označením Turbo film. Tato fólie má vlastnosti planparalelní desky, kterou můžeme použít podobně jako UV filtr k ochraně optiky před nežádoucími vlivy, které mohou optiku poškodit. Fólie je podobně silná jako Astro Solar fólie a prodává se v rozměrech 127 x 51 cm.

Pozor, fólie Turbo film není určena pro pozorování Slunce! Slouží pouze k ochraně optiky před mechanickým poškozením!

Astro Solar folie
Astro Solar folie překrývající zrcadlový dalekohled. Firma: Baader Planetarium
http://www.baader-planetarium.de/sektion/s46/bilder/dobson_02_gross.jpg

Herschelův hranol

Další možností, jak zeslabit jas pozorovaného Slunce, je využití tzv. hranolového helioskopického zařízení, které zkonstruoval W. Herschel. Zařízení je obecně známo jako Herschelův hranol. Hlavním konstrukčním prvkem je skleněný hranol trojúhelníkového průřezu. Odrazová plocha hranolu je orientovaná s optickou osou dalekohledu pod úhlem 45°. Z celkového množství světla, které dopadne na skleněný hranol, se pouze 5 % odráží do okuláru, zbylých 95 % se mírně láme a postupuje k protilehlé stěně hranolu, kde vystupující paprsek vychází pod takovým úhlem, aby nedošlo ke zpětnému odrazu světla do zorného pole okuláru. Odraz paprsků probíhá na přídavném zrcátku, které nám zaručí, že se paprsky vychýlí z hranolu správným směrem. Zbylá část paprsků pak prochází po odrazu do okuláru, před kterým je umístěno několik filtrů.

Helioskopický okulár Okulár
Helioskopický okulár podle Herschela (1) a okulár s aplikací pravoúhlého hranolu (2): F – filtr; O – okulár; H – Herschelův hranol; PH – pravoúhlý hranol; Z – pomocné zrcadlo
http://www.astro.cz/_data/images/news/2009/01/03/4.jpg
http://www.astro.cz/_data/images/news/2009/01/03/6.jpg

Konstrukčních možností, jak z ohniskové roviny odstranit přebytečné světlo, je celá řada a využívají se k tomu různé tvary hranolů. Nejrozšířenějším typem je pentagonální hranol, který má 4 čisté odrazové plochy. Konstrukce je velmi podobná předchozímu typu pouze s tím rozdílem, že paprsky se odráží na dvou rovinách. Podobně jako u předchozí varianty je odklonění přebytečného záření zhruba 95%, je tedy nutné před okulár umístit neutrální filtr, k odstranění paprsků směřujících do okuláru.

Bohužel konstrukce takového zařízení je složitá a odráží se v ceně hranolu, která se pohybuje v několika tisících. Další nevýhodou je, že se hranol smí používat pouze u refraktorů. Herschelův hranol je tedy dosti drahou pomůckou pro pozorování a fotografování Slunce, ovšem kvalita obrazu je v porovnání s ostatními způsoby bezkonkurenční.

Heschelův hranol
Nový Heschelův hranol s keramickou podložkou. Firma: Baader Planetarium
http://www.baader-planetarium.de/sektion/s37/bilder/cool_herschel_gross.jpg

Poslední novinku v konstrukci Herschelových hranolů představila firma Baader Planetarium, která nahradila zrcátko keramickou průsvitnou matnicí zajišťující odvod tepla ze zařízení a zároveň slouží k lepšímu vyhledávání Slunce na obloze. Součástí dodávky je i řada šedých filtrů (ND=0,6; 0,9; 1,8; 3,0) a filtr Solar Continuum 2” pro zvýšení kontrastu.

Solar Continuum

Nový filtr od firmy Baader planetárium Solar Continuum je určený ke zvýšení viditelnosti sluneční granulace a detailů slunečních skvrn. Zároveň je tento úzkopásmový filtr, který zobrazuje spektrální oblasti kolem 540 nm bez emisní a absorpční čáry, schopný zvýšit kontrast a snížit vliv atmosférické turbulence. Solar Continuum funguje dobře u všech typů dalekohledů jak pro vizuální, tak fotografická pozorování. Filtr je navržený tak, že zcela ořezává červenou a modrou složku spektra a soustředí se na vrchol vizuální vlnové délky, tedy do oblasti zelené barvy. Filtr se nechá použít pro pozorování Slunce pouze ve spojení s primárním slunečním filtrem, a to buď Astro Solar fólií, Herschelovým hranolem nebo pokoveným skleněným filtrem.

Stránka byla naposledy editována 19. srpna 2011 v 8:48.
Stránka byla od 15. 1. 2010 zobrazena 7076krát.

Vytištěno ze stránky projektu Astrofoto (astronomia.zcu.cz/astrofoto/filtry/2375-filtry-na-pozorovani-slunce)
Nahrávám...