บทความดาราศาสตร์

        ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด จึงเป็นวัตถุที่น่าศึกษาเรียนรู้ อย่างไรก็ตาม แสงจากดวงอาทิตย์เป็นอันตรายต่อดวงตาของมนุษย์อย่างมาก ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้สังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ จึงต้องคำนึงถึงความปลอดภัยมากที่สุด

        การสังเกตดวงอาทิตย์ที่ปลอดภัยที่สุด คือ การสังเกตทางอ้อม ไม่มองดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าหรือมองผ่านอุปกรณ์รวมแสง แต่อาศัยอุปกรณ์ที่ใช้หลักการพื้นฐานของ “กล้องรูเข็ม (Pinhole scope)” ทำให้ภาพของดวงอาทิตย์ปรากฏบนฉากรับภาพ ทำให้เราสามารถสังเกตดวงอาทิตย์จากภาพนั้นได้ วิธีการสร้างอุปกรณ์นี้ ก็ไม่ยาก ใช้วัสดุที่หาได้ง่ายและยังสามารถดัดแปลงรูปแบบต่าง ๆ ให้เหมาะสมต่อการใช้งานได้ด้วย

        ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจหลักการ “สามเหลี่ยมคล้าย” ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของกล้องรูเข็มกันก่อน 

ภาพแสดงหลักการของสามเหลี่ยมคล้ายเพื่อใช้วัดขนาดของดวงอาทิตย์

เมื่อกำหนดให้ S  คือ  ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์  (ในหน่วยกิโลเมตร)

                           x  คือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของภาพดวงอาทิตย์ที่เกิดบนฉากรับภาพ (ในหน่วยเซนติเมตร)

                          D  คือ   ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ (ในหน่วยกิโลเมตร)

                          d  คือ   ระยะห่างระหว่างรูเข็มกับฉากรับภาพ  (ในหน่วยเซนติเมตร)

        จากหลักการของสามเหลี่ยมคล้ายจะได้ความสัมพันธ์  S/D  =  x/d ปกติแล้วเรามักใช้ความสัมพันธ์นี้ วัดขนาดของดวงอาทิตย์ โดยเราสามารถวัดระยะ  x  และ d  ได้  ส่วน  D  คือระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์มีค่าประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร  เราจะวัดขนาดของดวงอาทิตย์  3  ครั้ง เพื่อหาค่าเฉลี่ยโดยการเลื่อนเปลี่ยนระยะ d ขึ้นหรือลง ทำให้ได้ขนาดภาพของดวงอาทิตย์ที่ต่างกัน ทั้งนี้การเลื่อนระยะขึ้นลง ควรเลื่อนเล็กน้อย เพื่อคงพิสัยของภาพดวงอาทิตย์ให้ยังคมชัดอยู่ ช่วยให้วัดขนาดได้ง่าย สามารถนำไปคำนวณหาค่าเฉลี่ยขนาดของดวงอาทิตย์จากความสัมพันธ์ S = (x*D)/d ได้

        ด้วยหลักการนี้เราสามารถสร้างอุปกรณ์สำหรับดูดวงอาทิตย์หรือสุริยุปราคาแบบง่าย ๆ ได้จากวัสดุใกล้ตัว เช่น กระบอกไม้ไผ่  แก้ว กล่อง ฯลฯ 

ขั้นตอนและวิธีการสร้างกล้องรูเข็มที่ทำจากกระบอกไม้ไผ่ 

ขั้นตอนที่ 1) วัดความยาวกระบอกไม้ไผ่จากจุดที่ต้องเจาะรูจนถึงตำแหน่งที่เป็นฉากรับแสง 

ขั้นตอนที่ 2) เจาะรูบริเวณที่ต้องการให้แสงผ่าน แต่ต้องคำนึงว่า หากเจาะรูขนาดเล็กจะเกิดภาพคมชัดมากแต่ความสว่างน้อย แต่หากเจาะรูขนาดใหญ่จะให้ภาพคมชัดน้อยแต่มีความสว่างมาก 

ขั้นตอนที่ 3) ตัดไม้ไผ่ด้านที่เป็นฉากรับภาพเพื่อทำช่องมองภาพ พร้อมขัดผิวด้านในบริเวณฉากรับให้เรียบเพื่อให้สะดวกต่อการสังเกตการณ์ หรืออาจใช้กระดาษสีขาวมาวางเป็นฉากแทนได้ หลังจากนั้นนำกระบอกไม่ไผ่ไปตั้งกลางแจ้ง ใช้งานได้ทันที 

ทั้งนี้ เราสามารถเลือกใช้วัสดุอื่น ๆ ได้ตามความเหมาะสม ขอเพียงมีรูปทรงและลักษณะที่เอื้อต่อการทำให้เกิดภาพบนฉากรับคล้ายกระบอกไม้ไผ่นี้ สามารถเข้าดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ http://www.narit.or.th/index.php/pr-news/2448-narit-solar-eclipse-manual

        นอกจากกล้องรูเข็มแล้วเรายังสามารถประยุกต์ใช้อุปกรณ์รวมแสง เช่น Solarscope กล้องสองตาและกล้องโทรทรรศน์ เพื่อรวมแสงและให้ภาพดวงอาทิตย์ฉายลงบนฉากรับภาพได้อีกด้วย วิธีการนี้จะทำให้ได้ภาพดวงอาทิตย์ที่มีขนาดใหญ่ สามารถเห็นรายละเอียดพื้นผิวได้ เช่น ดูจุดบนดวงอาทิตย์ การเคลื่อนที่ผ่านหน้าดวงอาทิตย์ของดาวพุธและดาวศุกร์ รวมถึงใช้สังเกตปรากฎการณ์สุริยุปราคาได้อีกด้วย

วิธีการสร้างอุปกรณ์ฉากรับภาพโดยอาศัยหลักการกล้องรูเข็มที่ใช้ร่วมกับกล้องโทรทรรศน์

อุปกรณ์สำคัญใช้รสร้างฉากรับภาพ

- กระดาษไข (กระดาษโปร่งใส)

- กล้องโทรทรรศน์

- กล่องกระดาษ ฟิวเจอร์บอร์ด หรือวัสดุใด ๆ ที่หาได้ง่ายและคงทน 

        ขั้นตอนที่ 1) นำกล้องโทรทรรศน์มาทดสอบการรับแสง โดยใช้ฉากรับวางบริเวณช่องมองภาพ เพื่อหาระยะความยาวของกล่องและขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภาพของดวงอาทิตย์ที่เหมาะสม ในขั้นตอนนี้ห้ามมองดวงอาทิตย์โดยตรงเด็ดขาด สำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่มีกล้องเล็งให้ถอดออกก่อน เพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้น และเล็งดวงอาทิตย์ด้วยวิธีการสังเกตเงาที่ซ้อนทับกันแทน

        ขั้นตอนที่ 2) วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อยึดหรือจุดยึด เพื่อเจาะรูกล่องกระดาษให้มีขนาดพอดีสามารถใส่ฉากที่เราต้องการครอบติดเข้าไปกับกล้องโทรทรรศน์ได้ พร้อมกับออกแบบรูปทรงตามต้องการ ดังภาพ

        ขั้นตอนที่ 3) นำกระดาษไขมาตัดให้ขนาดใหญ่กว่าปลายอีกด้านของกล่อง ทากาวบริเวณส่วนเกินของกระดาษไข และติดกระดาษไขเข้ากับกล่อง 

        ขั้นตอนที่ 4) ติดอุปกรณ์กล่องพร้อมฉากรับที่ทำจากกระดาษไขเข้ากับกล้องโทรทรรศน์

        ขั้นตอนที่ 5) ตกแต่งให้สวยงาม จากนั้นปรับสมดุลกล้องและปรับโฟกัสให้ภาพที่ตกลงบนฉากรับคมชัด เพียงเท่านี้ก็สามารถนำอุปกรณ์ไปใช้สังเกตการณ์ดวงอาทิตย์กลางแจ้งได้เลย 

        และย้ำอีกครั้ง!! ทุกขั้นตอนควรหลีกเลี่ยงการมองหรือเล็งดวงอาทิตย์โดยตรง

       เพียงเท่านี้ ทุกท่านก็จะได้สังเกตการณ์สุริยุปราคากันอย่างปลอดภัยแล้วครับ

เรียบเรียง :  บุญญฤทธิ์ ชุนหกิจ -เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ชำนาญการ สดร.