世界末月全食之十全大補湯

一、2000.7.16的月全食
  
     世紀末的西元2000年有高達六次的日、月食,但只有這一次月全食能讓居住在台灣的我們看到。上一次的月全食已是三年前的1997/9/17中秋節那天了,相對於向工廠主人抱怨得了「月全食缺乏症」(*註一)的日本特派員而言,我們更加不能錯過這一次月全食。

  
     關於這一次月全食的各個細節,就不在本工廠贅言,請各位網友自行參考台北市立天文科學教育館中央氣象局天文站的內容。星星工廠著重的是你要如何拍出月全食的照片。
        *註一:日本近十年來只有這一次的月全食可以完整的看到,其他次的月食都有部份時間未能全部看到.

二、拍月全食的方法
  
     如何拍月全食的照片?很簡單!拿起相機、對準月球、按下快門就這麼簡單!

  
     ~~不要急著離開啊~~

  
     如果你照著上述的話做,星星工廠保證你一定拍得到月全食的照片!不過呢,不能保證拍得到能看的照片!

  
     好了!說了很多廢話了,言歸正傳!要拍月全食的照片有很多種方法,也可以使用很多種器材,有多少器材就拍多少種照片,但在拍照之前,有一些基本知識要先了解,請看以下的說明。

  
    1.地球會自轉因為地球會自轉,所以天體會從東方昇起、西方落下,月球也會如此。粗略的說:天體每小時向西移動15度。

  
     2.地球會公轉地球公轉的效果不明顯,每小時才向東移動2.5分。

  
     3.月球會公轉月球繞著地球公轉,以29.5天為一個朔望月,所以每小時月球在天球上向東移動30分。

       
4.月球平均距離地球約38萬公里、平均視直徑約為30分角,這樣大小的天體對映於相機底片上是焦距的0.9%。也就是說焦距1000mm的鏡頭拍到的月球在底片上的大小是9mm,如果你用135相機想把月球拍爆底片,那焦距得在2600mm以上才行(*註二)

  
     綜合以上的說明後再來看這次的月全食,這次月全食從初虧到復圓長達四小時,這四小時中地球轉動了60度、移動了10分,而月球移動了120=2度。

        *註二:月球在底片上的大小要看月球與地球的距離,這個值只是一個平均值而已.

三、好了!讓我們來看看到底怎麼拍月全食。
        1.單張月全食:把相機接在望遠鏡上做直焦點攝影或是用焦距夠長的相機鏡頭直接拍月球,一張底片拍一次月球,從初虧拍到復圓,這樣可以得到完整的月全食照片。

  
     但使用這種方法拍月全食時,要注意追蹤的問題。在食份還不大時,月球的亮度都夠高到可以用很快的快門速度—100度底片大概都還有1/125秒的快門速度。夠快的快門速度可以忽略上述的各種運動,但在食既到生光這段時間,月球的亮度非常的暗,一般來說都要曝光20~40秒不等。這樣長的曝光時間,就算焦距50mm的鏡頭來拍,都會有明顯的移動現象,更不用說是數百上千的焦距了。因此,要拍食甚時的月球,一定要有赤道儀追蹤,而且追蹤精度還不能差哦!

  
     星星工廠建議使用焦距在1000mm以上,口徑大於8公分的望遠鏡或鏡頭加上赤道儀來拍,135相機即可,底片用200度或以下的正負片皆可。

  
     2.拍地球影:月食怎麼發生的?就是月球進入地球影子內嘛。那∼這個拍地球影就是把地球的這個影子拍出來嘍?沒錯沒錯,利用重複曝光的技巧,把月球通過地球影的前半段與後半段拍在同一張底片上,就可以看出地球的影子。這個拍法就叫做拍地球影。

  
     拍地球影一定要用到赤道儀來追蹤,不然月球老早就不知跑到那兒去了,怎麼拍啊?但使用赤道儀追蹤也有一個問題,還記得剛剛說的地球與月球的各種運動嗎?赤道儀是恆星時追蹤,但拍地球影時卻還有二種非恆星時的運動,所以如果只單純使用赤道儀追蹤來拍地球影,地球影會歪一邊!因此,如果想拍出正圓形的地球影,必須修正各種運動的影響。如何修正請看楊正裕的月全食網頁

  
     星星工廠建議使用焦距1000mm以下的鏡頭或望遠鏡來拍,一定要赤道儀,全程用重複曝光,曝光最多七次最少三次(含食甚時一次)135相機即可,底片用200度或以下的正負片皆可。

  
     3.重複曝光拍全部過程:利用相機的重複曝光功能,間隔一定的時間,把月全食從初虧拍到復圓,在同一張底片中拍出整個月食過程中,月球行經天球的位置,這種方法也是拍月食常見的拍法。

  
     間隔多久時間呢?再回到剛剛所說的地球的自轉運動。地球自轉的速度是每小時15度,也就是每分鐘15分。月球的視直徑是約30分,每二分鐘地球就移動了一個月球的大小,再二分鐘空出一個月球的大小,所以重複曝光的間隔時間不要少於4分鐘。一般都間隔5分鐘或10分鐘比較常見。

  
     星星工廠建議使用35mm或更廣角的鏡頭來拍,全程用重複曝光。在食既之前與生光之後光圈用F8F11,進入全食時光圈用F2.8F4,曝光約2~5秒,135相機即可,底片用200度或以下的正負片皆可。

  
    4.拍月流跡:知道拍星流跡的方法嗎?把相機固定好,長時間曝光後,由於地球的自轉,星星就會在底片上留下一條條的星跡了。拍月流跡的方法一模一樣,但搞清楚!月球可是-16等的亮度哦!如果光圈開太大可是會曝光過度的。

  
     在整個月流跡過程中,除了食份超過90%的時候光圈可以開大之外,其餘時間光圈都必須開到F16左右(視底片而定),在90%以上的食份時,光圈也不要大過F5.6,以避免曝光過度。由於拍月流跡是使用廣角鏡頭,所以還要注意地景的問題,小心地面的人造光源可能會太亮而造成畫面曝光過度。

  
     星星工廠建議使用35mm或更廣角的鏡頭來拍,全程都用BT快門,光圈資料如上述,135相機即可,底片用200度或以下的正負片皆可。

  
    5.重複曝光加月流跡:這是一種很新鮮的拍法,是星星工廠新發現的新拍法。怎麼拍呢?首先在食既之前與生光之後是用重複曝光,在食既之後與生光之前的全食階段用流跡的拍法。注意!全程都是重複曝光哦!這樣拍出來的畫面是:有單顆的月食連續過程又有全食時的月流跡與星流跡,很正點哦!

  
    星星工廠建議使用35mm或更廣角的鏡頭來拍,全程都用重複曝光,月流跡之前的重複曝光同3.的說明、月流跡則同4.的說明。

  
     6.攝影機:使用V8DV或是其他CCD把整個月全食的完整過程「錄」下來,這在天文教學上非常好用,只是錄得下四小時的月全食,但可能會「看不下」四小時的錄影帶。

  
     星星工廠建議在V8DV的鏡頭前加一個加倍鏡,讓V8DV的鏡頭焦距能超過800mm(相對於135相機而言)

      
7.使用數位相機:這並不是新方法,只是新器材罷了。使用數位相機來拍不用沖片,進電腦後可以馬上做後續的運用,如果要投稿報紙,這是最快又最好的方法。

  
     但一般市售的數位相機不能重複曝光,所以不能拍出一張畫面中有整個月全食過程的照片,如果硬要的話,就必須在電腦內做合成了。再來數位相機最長的曝光時間頂多30秒,所以也不能拍月流跡,甚至在食甚階段都可能會有問題。再加上數位相機的鏡頭焦距都不夠長,而又不方便接上望遠鏡,看樣子,星星工廠好像不該提到這種方法….

  
     8.冷卻CCD:這是最新的方法了,但可能也是最難的方法!第一:冷卻CCD的畫素都太少,ST-8也才150萬個畫素而已,而且你買得下手嗎?第二:冷卻CCD一定要電腦,NOTEBOOK的電池可能撐不到四小時,那怎麼辦呢?

  
     不過,用冷卻CCD可以做精密的月面測光,量出月食時月球表面的亮度變化,是頗有科學意義的觀測。

四、月食的曝光速度參考資料

月食的曝光速度參考表(使用ISO400度的底片,單位是秒)

 

F4

F5.6

F8

F11

F16

F22

滿月

1/4000

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

初虧

1/4000

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

食分20%

1/2000

1/1000

1/500

1/250

1/125

1/60

食分40%

1/1000

1/500

1/250

1/125

1/60

1/30

食分60%

1/500

1/250

1/125

1/60

1/30

1/15

食分80%

1/125

1/60

1/30

1/15

1/8

1/4

食既或生光

1/2

1

2

4

8

16

食甚時

15

30

60

120

250

500

        這張表是以ISO400度的底片為準,ISO100度的底片要變成4倍、ISO1600度的底片則是1/4倍。月球高度小於20度時,曝光要乘上1.5倍。此表僅供參考,不代表依此表即可得到正確的曝光.