Potrzebne instrumenty i materiały:

• lornetka polowa, luneta lub teleskop amatorski;
• statyw do zamontowania lornetki lub lunety, umożliwiający zmianę położenia instrumentu (np. z głowicą panoramiczną);
• arkusz tektury;
• nożyczki;
• kartka białego papieru;
• Jeżeli pokusimy się o przygotowanie bardziej "zaawansowanego" zestawu obserwacyjnego, będziemy potrzebowali jeszcze kilku listewek, kartonów, ew. lusterko, jakiś taboret, ale to są drobiazgi.

Przygotowując się do obserwacji należy starannie sprawdzić w instrukcji użytkowania instrumentu (albo też skonsultować się z jego producentem) czy dopuszczalne jest wykorzystanie go do obserwacji Słońca. Szczególną ostrożnośc powinni zachować użytkownicy teleskopów systemu Newtona, gdzie w niektórych konstrukcjach może dojść do uszkodzenia lustra wtórnego, oraz użytkownicy teleskopów katadioptycznych (np. Maksutowa, Schmidt-Cassagrain'a). W niektórych teleskopach takich systemów może dojść do uszkodzenia elementów optycznych w wyniku przegrzania.

Należy także starannie rozważyć wybór okularu przeznaczonego do obserwacji Słońca. Stare konstrukcje, lepione tzw. balsamem kanadyjskim, jak również okulary pokryte powłokami przeciwodblaskowymi mogą ulec przegrzaniu w skupionej wiązce swiatła słonecznego. Doświadczeni obserwatorzy Słońca zalecają niekiedy lekkie poluzowanie pierścieni dociskowych elementów okularu by zredukowac naprężenia powstające podczas cieplego "rozszerzania" się soczewek.

Lunetę należy ustawić w taki sposób, by jej obiektyw (czyli większa soczewka) był zwrócony ku Słońcu, a okular (mała soczewka) w kierunku przeciwnym. Teraz, wykonując jedynie delikatne ruchy, należy tak skorygować położenie lunety, by obiektyw był skierowany dokładnie ku Słońcu. W żadnym wypadku jednak nie należy przy tym patrzeć przez okular, gdyż grozi to utratą wzroku. Korekcję położenia lunety wolno przeprowadzać wyłącznie metodą "prób i błędów" tak długo, aż światło wpadające do niej przez obiektyw będzie wychodziło przez okular. Teraz pozostaje jeszcze do wykonania prosta operacja: promienie świetlne przechodzące przez lunetę należy zogniskować na arkuszu papieru trzymanym prostopadle do osi wiązki światła. Prawdopodobnie początkowo obraz na kartce będzie bardzo nieostry i nie da się na nim dostrzec żadnych szczegółów. Zmieniając odległość między lunetą a papierem oraz zmieniając ustawienie ostrości okularu lunety można uzyskać ostry, okrągły obraz tarczy Słońca, którego jasność nieco spada ku brzegom.

Lornetka jest niczym innym jak parą równoległych niewielkich lunetek. Ponieważ podczas obserwacji wystarczający jest obraz tworzony przez jeden układ optyczny, więc jeden z dwu z obiektywów lornetki zasłaniamy krążkiem papieru. W ten sposób zamiast lornetki mamy do dyspozycji nieco dziwaczną lunetę o małej średnicy obiektywu i dlatego w dalszym opisie będziemy mówić tylko o lunecie. Oczywiście, posługując się lornetką, nie możemy spodziewać się, iż jakość uzyskanego obrazu będzie równie satysfakcjonująca, jak przy użyciu profesjonalnego teleskopu astronomicznego, ale z pewnością wystarczy dla dostrzeżenia wielu obiektów na tarczy Słońca.

Średnica obrazu tarczy Słońca uzyskiwanego metoda projekcyjną zależy od dwóch parametrów instrumentu: powiększenia układu optycznego oraz odległości pomiędzy okularem a ekranem, a obraz tarczy Słońca musi być odpowiednio duży by bez wysiłku można było dostrzec na nim np. plamy słoneczne.
Powiększeniem układu optycznego lunaty (oznaczmy go literą P) nazywamy stosunek (iloraz) długości ogniskowej obiektywu lunety (oznaczmy ją F1) do długości ogniskowej okularu (oznaczmy ją F2).
Tak więc powiekszenie lunety wynosi:

Oczywiście, zamiast trzymać kartkę papieru (czyli ekran) w ręku, znacznie wygodniej jest przyczepić ją do sztywnego kartonu, utrzymywanego za pomocą kilku listewek na przedłużeniu osi lunety (dobra taśma klejąca może oddać przy pracach konstrukcyjnych nieocenione usługi...). Korekcje położenia lunety podążającej za Słońcem nie wymagają wtedy żadnych dodatkowych poprawek położenia ekranu. Bardziej zaawansowani majsterkowicze mogą pokusić się o zbudowanie - zamiast ekranu - światłoszczelnej obudowy o odpowiedniej długości, zakończonej "matówką", na której będzie widoczny obraz.

Małe, ciemne punkty widoczne na obrazie, zachowujące stałą pozycję względem obrazu tarczy Słońca pomimo przesuwania kartki papieru, to plamy słoneczne. Oprócz nich na obrazie widoczne mogąbyć inne plamy, przesuwające się względem obrazu Słońca przy drobnych ruchach lunety. Plamy te spowodowane są wadami lub zabrudzeniami soczewek i nie mają nic wspólnego z prawdziwymi obiektami astronomicznymi.

Podczas obserwacji metodą projekcyjną przeszkadza światło przechodzące obok lunety i padające bezpośrednio na papier. Dlatego najlepsze rezultaty można uzyskać, dokonując obserwacji np. ze szczelnie zaciemnionego pomieszczenia, gdy oświetlony jest jedynie obiektyw lunety, wystawiony np. poprzez szparę w kotarze. Światło padające na ekran można także znacznie zredukować ocieniając ekran za pomocą kartonu z otworem (lub dwoma otworami w przypadku używania lornetki), nasadzonego na oprawę obiektywu (obiektywów). W ten sposób na kartkę papieru będzie padać tylko światło przechodzące przez lunetę oraz znacznie mniej intensywne dzienne światło rozproszone, przez co znakomicie poprawi się kontrast obrazu. Rysunek obok pokazuje, jak można zbudować bardziej zaawansowane "obserwatorium" słoneczne. Oprócz lornetki (lunety) na statywie zastosowano w nim lustro i tekturowe pudełko. Lustro pozwala łatwo kierować wiązkę światła z lunetki na ekran a także załamuje ją, dzięki czemu kartka papieru może byc ustawiona niemal "plecami" do światła słonecznego. Dodatkowe pudełko może jeszcze bardziej zacienić ekran, poprawiając komfort obserwacji.

Uwaga: jeżeli po wykonaniu wszystkich, opisanych powyżej czynności nie widać żadnych plam słonecznych, to znaczy, że pechowy obserwator bada Słońce akurat w okresie, gdy rzeczywiście nie ma na nim plam. Taka sytuacja występuje jednak niezwykle rzadko.
Bardziej prawdopodobną przyczyną braku plam może być niezbyt dobre ustawienie ostrości obrazu.
Może się również zdarzyć, iż do obserwacji użyta została tzw. lornetka teatralna, zbudowana na zasadzie lunety Galileusza. W lornetce teatralnej obiektyw jest soczewką skupiającą, a okular - soczewką rozpraszającą. Za pomocą lornetki teatralnej (a więc właściwie dwóch małych, ustawionych równolegle lunet Galileusza) nie można uzyskać obrazu Słońca na kartce papieru.

Współczesne lunety astronomiczne i zwykłe lornetki turystyczne budowane są na tej samej zasadzie, co luneta Keplera (czyli z zastosowaniem wyłącznie soczewek skupiających). Tylko one mogą rzutować obraz Słońca na papierowy ekran. Scheiner i Heweliusz posługiwali się właśnie lunetami Keplera.

Sam Kepler "wykorzystał" do obserwacji plam słonecznych... katedrę w Ratyzbonie. Niewielki otwór w dachu tej wielkiej budowli o stosunkowo ciemnym wnętrzu zamienił ją w gigantyczną "camera obscura" czyli znany doskonale z lekcji fizyki bezsoczewkowy układ formujący obraz odległych obiektów. Pomijając kwestię optyki, Kepler miał tę przewagę nad obserwatorem trzymającym lunetę w dłoni, że katedra się nie trzęsła. I rzeczywiście, na obrazie tarczy Słońca można natychmiast dostrzec znacznie więcej szczegółów, jeżeli luneta zostanie zamocowana na sztywnym statywie.

Bardzo ciekawy mini-podręcznik obserwacji Słońca metodą projekcyjną przygotowł pan Krzysztof Szatkowski, doświadczony obserwator Słońca.

Bardzo doświadczeni obserwatorzy prowadzą obserwacje Słońca z wykorzystaniem filtrów obiektywowych.

Istotne przypomnienie: WSZYSTKIE OBSERWACJE SŁOŃCA SĄ POTENCJALNIE NIEBEZPIECZNE! JEŻELI NIE JESTEŚ PROFESJONALNYM OBSERWATOREM SŁOŃCA, OBSERWUJ JE WYŁĄCZNIE METODĄ PROJEKCYJNĄ, CZYLI RZUTUJĄC OBRAZ TARCZY SŁOŃCA NA EKRAN.

Powyżej przybliżyłem trochę danych odnośnie metody projekcji okularowej. Teraz chciałbym zamieścić trochę wiadomości o wykorzystaniu filtrów obiektywowych dla potrzeb obserwacji przejścia planety Wenus przed tarczą Słońca.

Doświadczeni obserwatorzy Słońca są zgodni, że średnica lustra głównego teleskopu zwierciadlanego powinna być większa od średnicy obiektywu refraktora, by uzyskać obraz Słońca tej samej jakości. Spowodowane jest to tym, że w systemach zwierciadlanych lustro wtórne znajduje się w wiązce światła słonecznego i powoduje jej dyfrakcję, a co za tym idzie pogorszenie obrazów. Dlatego do obserwacji Słońca lepiej stosować tańsze refraktory, co przy okazji pozwala stosować mniejsze, a więc tańsze filtry obiektywowe.

Filtry obiektywowe są najlepszym rozwiązanie jeśli chodzi o obserwacje wizualne Słońca prowadzone przez doświadczonych obserwatorów. Zapobiegają nadmiernemu grzaniu się optyki teleskopu i dają niezawodną ochronę naszym oczom, czego nie można powiedzieć o oferowanych przez niektórych producentów filtrach okularowych.

Ilości światła przepuszczalnego przez filtr określana jest poprzez: tzw. gęstość optyczną, przepuszczalność (tzw. transmitancję) lub poprzez podanie wielkości zmniejszenia jasności obserwowanego obiektu wyrażonej w wielkościach gwiazdowych (tzw. magnitudach):

Przepuszczalność (T) i gęstość optyczna Gopt : Gopt = log₁₀(100/T(%))
Absorpcja w wielkościach gwiazdowych jest obliczana jako: dm = 2.5*Gopt.

Obserwacje Słońca z wykorzystaniem filtrów okularowych (a właściwie, dlaczego nie należy obserwować Słońca z użyciem takich filtrów).

Filtry okularowe są zwykle załączane jako akcesoria do niedrogich teleskopów astronomicznych. Ich użycie nie niebezpieczne przy obserwacjach Słońca z uwagi na ich lokalizację w punkcie skupienia wiązki promieni słonecznych. Gorąco może spowodować nagłe ich pęknięcie a co za tym idzie uszkodzenie oka lub nawet utratę wzroku! Jeśli filtr okularowy jest używany przez jakiegoś desperata i wyłącznie na jego odpowiedzialność, to powinien pamiętać, że średnica lustra lub obiektywu nie powinna być większa niż 60 mm. Filtr zazwyczaj zamontowany jest w okularze przed samą soczewką. Pamiętać należy o unikaniu zbyt długiego nagrzewania optyki okularu. Filtr powinien być wykonany ze szkła a nie z materiału plastycznego. Dostarczane do wyposażenia teleskopów filtry dają zielonkawy obraz tarczy słonecznej o dość dobrym kontraście. Nawet najmniejsze plamy są dobrze rozpoznawalne. Produkowane są także szklane filtry okularowe z warstwa obijającą ciepło promieni słonecznych. Ten typ filtrów jest bardziej preferowany do obserwacji Słońca teleskopami z większym otworem. Jednak problem nadmiernego ciepła w punkcie skupiającym nadal pozostaje. Słoneczna obserwacja jest bardziej bezpieczniejsza przez użyciu filtrów obiektywowych niż z natury niebezpiecznych filtrów okularowych.

Wniosek: Prawie każdy teleskop amatorski może być używany do słonecznych obserwacji. Należy jednak pamiętać o przestrzeganiu odpowiednich procedur mających na celu prowadzenie obserwacji w bezpieczny sposób.