文|小彭的燦爛筆記
編輯|小彭的燦爛筆記
序言
在廣漠的夜空中，星星的閃亮永遠(yuǎn)是人們心里的甜蜜和神秘所在。而現(xiàn)在，天體攝影技術(shù)的發(fā)展為我們揭露了星空深處的無盡奧秘。
但是，怎樣借助攝影的力量捕捉到這些神秘的星體、恒星和行星的美麗景色？天體攝影技術(shù)為我們帶來了一扇通向宇宙的窗口，并使科學(xué)研究和普羅大眾的科普教育獲益頗豐。
天體攝影技術(shù)概述
天體攝影技術(shù)的發(fā)展歷程源遠(yuǎn)流長，從最早的膠卷單反到現(xiàn)代的數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)，每一步都為我們闡明了宇宙的神秘之美。
早在19世紀(jì)末，天文學(xué)家就開始嘗試使用單反記錄天體的圖象。當(dāng)時(shí)，她們使用了小型望遠(yuǎn)鏡和感光膠卷來捕捉星空中的景像。
但是，因?yàn)榕恼占夹g(shù)的限制以及膠卷的局限性，這種初期的天體攝影作品并沒有達(dá)到令人滿意的療效。
隨著科技的進(jìn)步，20世紀(jì)初的電子元件和光敏材料的發(fā)展為天體攝影技術(shù)注入了新的活力。1923年，法國天文學(xué)家愛德華·赫特伍德（）首次使用星云過濾器拍攝到了星體。
隨后，越來越多的天文學(xué)家開始將攝影技術(shù)應(yīng)用于她們的觀測(cè)工作中。
但是，直至20世紀(jì)中葉，天體攝影技術(shù)才真正實(shí)現(xiàn)了突破性的進(jìn)展。1969年，法國宇航員阿姆斯特朗登上地球并拍攝到了知名的“地球升起”照片，這一壯觀的攝影作品深深驚艷了全世界的聽眾。
這也標(biāo)志著天體攝影技術(shù)步入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。
隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，天體攝影技術(shù)得到了前所未有的提高。數(shù)字單反的出現(xiàn)促使攝影師可以愈加便捷地記錄和處理天體圖象。
據(jù)悉，新的光學(xué)設(shè)備、濾鏡和后期處理軟件的引入，進(jìn)一步提升了天體攝影的質(zhì)量和幀率。
現(xiàn)現(xiàn)在，我們?cè)缫芽梢酝ㄟ^天體攝影技術(shù)捕捉到高碼率、細(xì)節(jié)豐富的星體、行星、恒星和星云圖象。那些作品除了在科學(xué)研究中發(fā)揮著重要的作用，也成為了普羅大眾了解宇宙的窗口。
天體攝影技術(shù)的工具和設(shè)備囊括了多個(gè)方面，從基本的攝影器材到專門設(shè)計(jì)用于天文觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡和附件。
選擇一款高象素、低雜訊的單反，還能捕捉清晰細(xì)節(jié)的圖象是天體攝影的關(guān)鍵。另外，單反的自動(dòng)操作功能也很重要，便于進(jìn)行爆光時(shí)間、ISO和焦距的調(diào)整。
廣角鏡頭適宜捕捉大范圍的星空景色，而變焦鏡頭則可拍攝到更遠(yuǎn)的星體和行星細(xì)節(jié)。選擇具有良好光學(xué)性能和透明度的鏡頭，比如大口徑、低畸變并具有高光學(xué)碼率的鏡頭。
為了防止攝影時(shí)的振動(dòng)和晃動(dòng)，使用結(jié)實(shí)的三腳架或其他穩(wěn)定裝置是必要的。這對(duì)于長爆光的夜晚攝影尤為重要。
星軌儀是用于捕捉星軌相片的設(shè)備，可以將單反確切地追隨星空的運(yùn)動(dòng)。它通過旋轉(zhuǎn)來抵消月球自轉(zhuǎn)帶來的聯(lián)通，致使星軌愈發(fā)清晰、平滑。
使用適當(dāng)?shù)臑V鏡可以提高圖象的對(duì)比度和色調(diào)，降低光污染。比如，使用天文濾鏡可以屏蔽部份城市光害，讓天體愈發(fā)清晰可見。
一些專業(yè)天文攝影師或研究人員可能會(huì)使用掃描儀或?qū)Ｓ玫奶煳腃CD單反來捕捉更高質(zhì)量的天體圖象。這種設(shè)備一般具有更高的感光度和更低的雜訊水平。
據(jù)悉，還有其他的附件和設(shè)備，比如手動(dòng)跟焦器、遙控器、電池和電源適配器等，可以提高拍攝的便利性和療效。
須要注意的是，天體攝影技術(shù)的設(shè)備和工具可以按照個(gè)人或?qū)I(yè)需求而有所不同。為此，選擇適宜自己需求和預(yù)算的設(shè)備是極其重要的。
天體攝影在天文學(xué)研究中的應(yīng)用
天體攝影在天文學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用，可以通過拍攝星體、星團(tuán)、恒星和行星等天體來提供寶貴的科學(xué)數(shù)據(jù)和觀測(cè)結(jié)果。
通過拍攝星體和星團(tuán)的圖象，天文學(xué)家可以研究它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、星等分布以及內(nèi)部動(dòng)力學(xué)等。這種觀測(cè)結(jié)果可以幫助我們了解星體的演變、星團(tuán)的產(chǎn)生過程，甚至可以闡明宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)和宇宙學(xué)參數(shù)。
星體是宇宙中最基本的組成單位，通過拍攝星體的圖象，天文學(xué)家可以研究它們的色溫、溫度、光譜特點(diǎn)和演變等。
這種觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于了解星體數(shù)學(xué)學(xué)、恒星進(jìn)化模型的驗(yàn)證以及確定星際介質(zhì)的性質(zhì)等都十分重要。
通過拍攝行星的圖象，天文學(xué)家可以研究其表面特點(diǎn)、大氣層結(jié)構(gòu)以及軌道和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。比如，通過行星的云層結(jié)構(gòu)和大氣組成可以推測(cè)出其氣候和天氣模式。
據(jù)悉，觀測(cè)行星的軌道運(yùn)動(dòng)可以用于驗(yàn)證行星動(dòng)力學(xué)理論和太陽系模型。
在天文學(xué)研究中，天體攝影可以提供高碼率、高質(zhì)量的圖象資料，致使研究人員才能詳盡剖析和研究天體的特點(diǎn)和性質(zhì)。
這種圖象數(shù)據(jù)可以與其他觀測(cè)手段（如射電、紅外、X射線等）的數(shù)據(jù)相結(jié)合，有助于更全面地認(rèn)識(shí)宇宙的不同方面。
據(jù)悉，天體攝影還可以進(jìn)行時(shí)間序列觀測(cè)，比如星變觀測(cè)、彗星和小行星的追蹤等天體物理學(xué)學(xué)了有什么用，以研究天體的變化和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
天體攝影在科學(xué)研究中的應(yīng)用
天體攝影在科學(xué)研究中有許多應(yīng)用，其中包括行星探求、太空觀測(cè)及偵測(cè)以及宇宙起源研究。
天體攝影可以用于拍攝和記錄行星的圖象，并研究其表面特點(diǎn)、大氣層成份和結(jié)構(gòu)等。通過行星攝影，科學(xué)家可以深入了解行星的地質(zhì)特點(diǎn)、風(fēng)暴活動(dòng)以及可能存在的火山、峽谷等地貌特點(diǎn)。
比如天體物理學(xué)學(xué)了有什么用，以前的火星偵測(cè)任務(wù)就借助天體攝影技術(shù)來獲取高幀率的火星圖象，以幫助科學(xué)家研究火星的地質(zhì)特點(diǎn)和找尋征兆。
天體攝影在太空觀測(cè)及偵測(cè)任務(wù)中具有重要作用。諸如，衛(wèi)星和偵測(cè)器使用攝影設(shè)備來拍攝和記錄太陽系中的行星、衛(wèi)星、彗星和小行星等。
這種圖象可以提供有關(guān)天體的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)成份、軌道和自轉(zhuǎn)情況等重要信息。據(jù)悉，天體攝影還可用于太陽觀測(cè)，比如拍攝太陽黑子、耀斑和耀斑物質(zhì)填裝等現(xiàn)象，以研究太陽活動(dòng)和耀斑加熱等問題。
天體攝影也在宇宙起源研究中發(fā)揮著重要作用。通過拍攝宇宙深空?qǐng)D象，科學(xué)家可以闡明宇宙的演進(jìn)歷史、星系的產(chǎn)生與發(fā)展，以及星體和行星系統(tǒng)的起源。
比如，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的深空?qǐng)D象幫助我們了解了初期宇宙的結(jié)構(gòu)、星系合并和超大質(zhì)量黑洞的產(chǎn)生等重要過程。據(jù)悉，通過拍攝星體團(tuán)和宇宙微波背景幅射等圖象，還可以探求宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)和宇宙學(xué)參數(shù)。
總結(jié)來說，天體攝影在科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用，包括行星探求、太空觀測(cè)及偵測(cè)，以及宇宙起源研究。
通過天體攝影技術(shù)，科學(xué)家可以獲取高質(zhì)量和高幀率的天體圖象，為研究天體化學(xué)、宇宙學(xué)和行星科學(xué)等領(lǐng)域提供重要的觀測(cè)數(shù)據(jù)和研究根據(jù)。
天體攝影在普羅大眾科普教育中的應(yīng)用
天體攝影在普羅大眾科普教育中有許多應(yīng)用，包括天文攝影作品的展示和傳播、公眾科普活動(dòng)以及在教育中的應(yīng)用。
天體攝影作品具有較高的藝術(shù)價(jià)值和觀賞性，可以作為視覺藝術(shù)品展示給大眾。通過展示與推廣天文攝影作品，可以吸引更多人對(duì)天文學(xué)的興趣，并迸發(fā)公眾對(duì)宇宙的好奇心。
展覽、藝術(shù)畫廊或博物館的展示、攝影大賽和媒體報(bào)導(dǎo)等方法都能有效地傳播天文攝影作品，并通過藝術(shù)的形式將天文知識(shí)傳達(dá)給公眾。
天體攝影可以成為公眾科普活動(dòng)的重要組成部份。諸如，天文學(xué)愛好者可以舉行天文攝影講堂、演講或研討會(huì)，向公眾介紹天體攝影技術(shù)和其背后的科學(xué)原理。
據(jù)悉，可以組織觀星活動(dòng)或天文攝影夜，約請(qǐng)公眾觀賞和學(xué)習(xí)怎樣拍攝天體合照，將科學(xué)知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合。同時(shí)，借助社交媒體平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)直播等形式，將天體攝影作品與公眾分享，降低科學(xué)普及的影響力。
天體攝影在教育中具有廣泛的應(yīng)用。它可以作為一種視覺化工具，豐富教學(xué)內(nèi)容，幫助中學(xué)生更好地理解和感知天文知識(shí)。
通過展示天體攝影作品和相關(guān)圖象，班主任可以引導(dǎo)中學(xué)生深入了解宇宙的奧秘和天體的特點(diǎn)。同時(shí)，天體攝影也可以迸發(fā)中學(xué)生的探求欲望，并培養(yǎng)她們對(duì)科學(xué)和觀測(cè)技術(shù)的興趣。
在教育中，可以開辦天文攝影課程或工作坊，院長中學(xué)生天文攝影的基本知識(shí)和方法。中學(xué)生可以學(xué)習(xí)怎么正確操作天文望遠(yuǎn)鏡、相機(jī)和圖象處理軟件，以捕捉和處理天體圖象。
通過實(shí)際操作，中學(xué)生除了可以提升她們的科學(xué)素質(zhì)和觀察能力，還可以培養(yǎng)她們的團(tuán)隊(duì)合作和問題解決能力。
據(jù)悉，天體攝影也可以與其他學(xué)科相結(jié)合，在跨學(xué)科教學(xué)中發(fā)揮作用。
比如，在數(shù)學(xué)學(xué)、數(shù)學(xué)和藝術(shù)課程中引入天體攝影的內(nèi)容，可以將天體攝影作為實(shí)際應(yīng)用的事例，幫助中學(xué)生鞏固相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，并培養(yǎng)她們的創(chuàng)造力和想像力。
總結(jié)來說，天體攝影在普羅大眾科普教育中有著廣泛的應(yīng)用。通過天文攝影作品的展示和傳播，可以吸引公眾對(duì)天文學(xué)的興趣。
通過公眾科普活動(dòng)，可以將天體攝影與科學(xué)普及相結(jié)合；在教育中，天體攝影可以作為視覺化工具，豐富教學(xué)內(nèi)容并迸發(fā)中學(xué)生的興趣和探求欲望。
通過這種方法，天體攝影可以幫助更多人了解宇宙的壯觀和奧秘，推動(dòng)科學(xué)普及和科學(xué)素質(zhì)的提升。
推論
天體攝影在普羅大眾科普教育中有廣泛的應(yīng)用。通過展示和傳播天文攝影作品，可以吸引公眾對(duì)天文學(xué)的興趣。
公眾科普活動(dòng)中，天體攝影可以作為重要組成部份，通過講堂、觀星活動(dòng)等方式向公眾介紹天體攝影技術(shù)和科學(xué)知識(shí)。
在教育中，天體攝影可用于豐富教學(xué)內(nèi)容，迸發(fā)中學(xué)生的興趣，并與其他學(xué)科相結(jié)合，推動(dòng)跨學(xué)科教學(xué)。
未來，天體攝影技術(shù)有著更寬廣的發(fā)展前景。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，天體攝影設(shè)備將顯得愈發(fā)先進(jìn)和便于使用，使更多的人就能參與到天體攝影中來。同時(shí)，圖象處理技術(shù)的提高也將進(jìn)一步提升天體攝影作品的質(zhì)量和觀賞性。
據(jù)悉，人工智能的發(fā)展也為天體攝影帶來了新的可能性，比如通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法手動(dòng)辨識(shí)天體、改善圖象質(zhì)量等。
為此，未來天體攝影技術(shù)將持續(xù)發(fā)展，并在科普教育、科學(xué)研究和藝術(shù)創(chuàng)作等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
1.楊洪濤,吳勁松,黃樂天.《天文攝影在科普教育中的應(yīng)用研究》.科教導(dǎo)刊,2019,(2):101-104.
2.劉國慶.《天文攝影在公眾科普中的推廣與應(yīng)用》.科技信息,2018,(32):310-311.
3.曹忠?guī)r.《天文攝影在科普宣傳和教育中的應(yīng)用研究》.科普中國,2017,(12):51-53.
4.韓雪,張蕾,汪峰.《天文攝影在大眾科學(xué)教育中的應(yīng)用與思索》.科技風(fēng),2019,(18):169-170.
5.王磊,張宇.《基于天文攝影的科學(xué)教育探求與實(shí)踐》.科學(xué)教育研究與評(píng)論,2020,(9):56-59.