Päikesefiltri ohutus

Päikesevaatlejad, kes kasutavad ohutuid filtreid

Erinevat tüüpi päikesefiltrid aitavad suurendada päikesevaatluse populaarsust. Siin demonstreerivad Sky & Teleskoobi töötajad mitmeid erinevaid võimalusi päikese ohutuks uurimiseks.

S&T: Craig Michael Utter

Päikese täielik varjutus on ilmselt kõige silmapaistvam astronoomiline sündmus, mida inimesed saavad kogeda. Igal aastal on maailma eri paigust vähemalt kaks ühesugust (ja mõnikord koguni viis) päikesevarjutust.

Päevadel ja nädalatel enne varjutust leiavad meedias olevad uudislood teavet selle kohta, mis juhtub ja kuidas sündmust turvaliselt jälgida. Kahjuks on parimatest kavatsustest hoolimata sageli ebatäpset või segadusttekitavat teavet ohutute vaatlustehnikate kohta. See kehtib eriti juhul, kui soovitused käsitlevad päikesefiltrid päikese otseseks jälgimiseks. (Siin on nimekiri päikesefiltrite tarnijatest.)

Avaldasin päikesefiltrite andmed Sky & Telescope'i 1981. aasta augusti numbris (lk 119); sellest ajast alates on turule tulnud uusi filtreid, mis on ette nähtud nii visuaalseks kui ka fotograafiliseks kasutamiseks. Juunis 1996 osalesin ma NATO toetataval päikesevarjutuse astronoomia teemalisel kohtumisel. See ajendas mind tegema mitmesuguste materjalide spektrofotomeetrilisi mõõtmisi ja hindama, kas need pakuvad silmadele piisavat kaitset. Nende hulka kuulusid sellised oddball-esemed nagu 3-tollise disketi, mitmekihiline ruumiteki (väga õhuke tüüpi alumiiniumist polüesterkile) sisemine magnetketas, CD-d ja metallkattega polüestrist toidupakendid.

Kuidas silm on kahjustatud

Maa pinnale jõudv päikesekiirgus ulatub ultraviolettvalgusest nii lühikestel lainepikkustel kui 290 nanomeetrit (2900 angströmi) kuni raadiolaineteni meetri vahemikus. Eluaegne kokkupuude päikese ultraviolettkiirgusega on silma ja naha väliskihtide kiirenenud vananemise ja katarakti arengu tõestatud panus. * Kuid otsesemad kahjustused tekivad päikese ebapiisava silmakaitsega päikese vaatlusest. Silm edastab suurema osa kiirgusest 380 nanomeetri (violetne) ja 1400 nanomeetri (infrapuna lähedal) valgustundlikule võrkkestale, põhjustades võrkkesta põletust.

Võrkkesta eksponeerimine suure intensiivsusega nähtavale valgusele kutsub esile rea keerulisi keemilisi reaktsioone valgustundlikes varrastes ja koonustes. Nende reaktsioonide produktid kahjustavad rakkude võimet reageerida valgusele ja äärmuslikel juhtudel võivad need hävitada. Sõltuvalt kahjustuse raskusest kogeb mõjutatud vaatleja nägemisfunktsiooni kas ajutiselt või püsivalt. See fotokeemiline vigastus toimub peamiselt siis, kui võrkkest puutub kokku sinise ja rohelise valgusega.

Erinevad päikesefiltritooted

Päikese käes vaatamiseks mõeldud ohutute filtrimaterjalide valik on lai, nagu ka selliste filtrite vorm. Kõige mitmekülgsemad materjalid on must polümeer ja aluminiseeritud polüesterkile (vastavalt mustad ja rohelised klaasid), mida kasutatakse populaarselt nii visuaalseks vaatluseks kui ka optiliste abivahenditega.

Sky ja teleskoobi foto autor: Chuck Baker


Kui nähtava ja lähi-infrapunakiirguse pikemad lainepikkused satuvad silma, neelab neid võrkkesta all olev tume pigmendi epiteel. Energia muundatakse soojuseks, mis võib sõna otseses mõttes kokkupuudet kokkupuutega keetda. Fotokoagulatsioon hävitab vardad ja koonused, jättes võrkkestas püsivalt pimeda ala. See termiline kahjustus ilmneb ka pikema kokkupuute korral sinise ja rohelise valgusega.

Nii fotokeemilised kui ka termilised võrkkestavigastused tekivad ohvri teadmata, kuna võrkkestas pole valuretseptoreid ja visuaalefektid ei teki vähemalt mitu tundi pärast kahjustuse tekkimist.

Lainepikkuste vahemikus 380–1400 nanomeetrit leiame, et filter, mille läbilaskvus on 0, 0032 protsenti, mis vastab varjunumbrile 12, tagab päikesekindluse ajal "piisava" võrkkesta kaitse. Kuid see ei võta arvesse visuaalset mugavust, sel juhul eelistatakse sageli tumedamat filtrit, mille läbilaskvus on 0, 0003 protsenti (varjunumber 14).

Filtrimaterjalide suhteline ohutus

Metallkattega klaasfilter SCT-teleskoobil

Spetsiaalselt valmistatud õhuke metallkattega polüester on kõige populaarsem filtrimaterjal päikese vaatamiseks binokli või teleskoobi abil. Metall-klaas-filtritel, nagu siin näidatud, eeldati, et neil on kunagi kvaliteediserv lahtise, kortsulise, odavama polüestri kohal, kuid mitte enam. Testid panevad optimaalse kvaliteedi tagamiseks parimad polüesterfiltrid isegi klaasiga või pisut klaasist eespool.

Sky ja teleskoobi foto autor: Chuck Baker.

Selle artikli jaoks katsetasin erinevaid proove. Fotofilmide proovid osteti kohalikust jaemüüjast, neid hoiti täieliku päikesevalguse käes ja töötati vastavalt tootja juhistele maksimaalse tiheduseni. Suitsuklaasfilter valmistati küünla leegilt tahma sadestamisega klaasmikroskoobi alusklaasile. Muud materjalid saadi jaemüüjate varude juhusliku valiku teel. Disketid testiti välimise plastkestaga eemaldamisega.

Turul on arvukalt päikesefiltreid, mida siin ei hinnatud, kuna need on sarnased teiste testitud toodetega. Selle töö eesmärk oli kindlaks teha üldised materjalitüübid, millest valmistatakse ohutud filtrid, mitte võrrelda erinevate tootjate sarnaseid kujundusi.

Pole üllatav, et isegi "ohutute" filtrite hulgas leidsin nende materjalide nähtava valguse nõrgendamisel suuri erinevusi. Näiteks töötlemismeetodite ja keemia erinevused andsid hõbedaste mustvalgete kileemulsioonide jaoks erinevad optilised tihedused. Kahekihiliste filtrite varjunumbrid olid vahemikus 11-16.

Päikesefiltrina kasutatav keevitaja filter

Keevitaja klaas 12 kuni 14 on populaarsed ja ohutud päikesefiltrid, mida on lihtne saada keevitustööde müügikohtades. Enamik vaatlejaid eelistab varjundeid 13 või 14; Päikesepilt läbi arvu 12-filtri on ebamugavalt ere.

Sky ja teleskoobi foto autor: Chuck Baker.

Tootmisprotsesside erinevuste tõttu leidsin ka suure hulga optiliste tiheduste vahemiku üksikute heli- ja andmesideplaatide vahel. Mõnel CD-l on alumiiniumkiled, mis on nii õhukesed, et normaalse valgustuse korral näivad nad poolläbipaistvatena. Need pole ilmselgelt päikesefiltriteks kasutamiseks sobivad. Muud CD-d sobivad aga juhul, kui alumiiniumkate on piisavalt tihe, et hõõglambi hõõgniit oleks nende kaudu vaevu nähtav.

Diskettidel on vaid minimaalselt ohutu infrapunaülekanne ja need toodavad päikesekettast halva kvaliteediga pilte. Magnetiline keskkond hajutab nähtava valguse niivõrd, et näete tuhmi punast ketast, mida ümbritseb lai punase tule halo. Ma ei soovitaks seda materjali päikesefiltri jaoks kasutada.

Aluminiseeritud polüester- ja klaasfiltrimaterjalid andsid kõige ühtlasema jõudluse. Enamik spetsiaalselt silmade kaitseks loodud esemeid vastas hõlpsalt kõigile ohutute filtrite läbilaskvuse kriteeriumidele. Ma väldiks toidutoodete ja kogujakaartide pakendamisel kasutatavat alumiinitud polüestrit ebaühtlase optilise kvaliteedi tõttu, ehkki konkreetne pop-tartide ümbris, mida ma testisin, toimis üllatavalt hästi. (Seda hinnati marginaalselt ohutuks.)

Vastuvõetavad ja vastuvõetamatud filtrid

Ebaturvalised filtrid hõlmavad mis tahes pilti sisaldavat fotoemulsiooni, kromogeenset (mitte hõbedat kandvat) must-valget filmi, must-töödeldud värvifilmi, foto-neutraalse tihedusega filtreid ja polariseerivaid filtreid. Kuigi nendel materjalidel on väga madal nähtava valguse läbilaskvuse tase, läbivad nad lubamatult kõrget infrapunakiirgust. Musta värvi film on hea näide, kui nähtava valguse varjunumber on 15, kuid see edastab peaaegu 50 protsenti infrapunakiirgusest!

Ebaturvalised päikesefiltrimaterjalid

Põlvkondade vältel pakuti päikesefiltrina suitsuklaasi (küünla leegist tahmakihi sisaldav klaas), kuid kergesti määrdunud tahma tõttu on see ohtlik. Alumiiniumist polüestrist toidupakendeid, CD-sid ja disketikandjaid (plastkesta eemaldamisel) peetakse alles hiljuti võimalikeks filtriteks, kuid ka need on ohtlikud.

Sky ja teleskoobi foto autor: Chuck Baker.

Suitsutatud klaasil oli kiirgusülekande osas väga hea jõudlus. Kuid see on ohtlik filtrimaterjal kahel põhjusel. Esiteks on klaasist tahma ühtlast rasket katet väga keeruline toota. Teiseks on kate habras. Filtrit on käitlemisega väga lihtne hävitada - suur osa minu proovis sisalduvast tahmast tuli ära selle kaitseümbrisega kokkupuutumise tõttu. See tegi ka üsna jama.

Vastuvõetavate visuaalsete vaatluste jaoks vastuvõetavate päikesefiltrite hulka kuuluvad alumiiniumiga polüester, mis on spetsiaalselt loodud päikese vaatamiseks, varju 12, 13 ja 14 keevitusfiltrid, mustad polümeerfiltrid ja kaks kihti täielikult paljastatud ja välja töötatud hõbedat kandvat mustvalget negatiivfilmi.

Fotograafiliseks ja visuaalseks kasutamiseks, eriti binokli või teleskoobiga, hõlmavad vastuvõetavad filtrid spetsiaalselt selleks otstarbeks loodud alumiiniumpolüestrit ja tüüp 2-Plus klaasfiltreid. Thousand Oaks Type 3-Plus filtrit tuleks kasutada ainult fotograafias.

Ei soovitata kasutada metallkattega polüesterkilet, mis ei ole spetsiaalselt ette nähtud päikesevaatluseks, suitsuklaasi, diskette, musta värvi läbipaistvust (slaidi), kologeenset kilet (siin ei katsetata) ja CD-plaate (ebaühtlase kvaliteedi tõttu) metallkate).

Minu andmed ja täiendavad märkused ohutute päikesetäidete kohta ilmuvad NASA / GODDARDi eclipse'i lehel.

--------------------------

* Toimetaja märkus: kui kannate prille õues, saate oma elukestvat UV-kiirgust oluliselt vähendada, kui prillidele kantakse UV-kiirgust blokeerivad katted. See valik on nii odav ja lihtne, et keegi peaks seda tegema. Samuti blokeerivad polükarbonaatläätsed UV-d ilma katteid vajamata.