普考申論題
105年
[天文] 天文學概要
第 一 題
📖 題組：
科學家認為，在太陽系形成初期，行星的大氣成分應該大致相同，與原始太陽星雲一樣，主要成分為氫、氦、氧、二氧化碳、水、甲烷（CH4）、氨（NH3）等。數十億年過去，各自發展出獨有的大氣。下表為水星、金星、地球、火星四顆類地行星的資料。
軌道半徑（AU） 公轉週期（天） 半徑（km） 質量 大氣壓力（atm） 大氣成分
水星 0.4 88 2440 0.055 近於無
金星 0.7 224 6052 0.82 90 CO2(97%)
地球 1.0 365 6378 1.0 1 N2、O2
火星 1.5 687 3397 0.11 0.007 CO2(95%)
科學家認為，在太陽系形成初期，行星的大氣成分應該大致相同，與原始太陽星雲一樣，主要成分為氫、氦、氧、二氧化碳、水、甲烷（CH4）、氨（NH3）等。數十億年過去，各自發展出獨有的大氣。下表為水星、金星、地球、火星四顆類地行星的資料。
軌道半徑（AU） 公轉週期（天） 半徑（km） 質量 大氣壓力（atm） 大氣成分
水星 0.4 88 2440 0.055 近於無
金星 0.7 224 6052 0.82 90 CO2(97%)
地球 1.0 365 6378 1.0 1 N2、O2
火星 1.5 687 3397 0.11 0.007 CO2(95%)
科學家認為，在太陽系形成初期，行星的大氣成分應該大致相同，與原始太陽星雲一樣。主要成分為氫、氦、氧、二氧化碳、水、甲烷（$CH_4$）、氨（$NH_3$）等。下表為水星、金星、地球、火星四個類地行星的資料。
依據上表，計算水星與金星表面，每單位面積所接收到的太陽輻射大約是地球的幾倍？（5 分）
| 行星 | 軌道半徑（AU） | 公轉週期（天） | 半徑（km） | 質量 | 大氣壓力（atm） | 大氣成分 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 水星 | 0.4 | 88 | 2440 | 0.055 | 近於無 | — |
| 金星 | 0.7 | 224 | 6052 | 0.82 | 90 | $CO_2$（97%） |
| 地球 | 1.0 | 365 | 6378 | 1.0 | 1 | $N_2$、$O_2$ |
| 火星 | 1.5 | 687 | 3397 | 0.11 | 0.007 | $CO_2$（95%） |
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想到「輻射通量的逆平方定律」，即恆星輻射強度與距離的平方成反比。利用表格中的「軌道半徑（AU）」數據，將水星與金星的軌道半徑分別代入 (r_地球 / r_行星)² 的關係式中計算，即可求得相對於地球的輻射倍數。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
【解題關鍵】太陽輻射通量的逆平方定律（單位面積接收到的輻射量與距離的平方成反比）。 【解答】 Step 1 定義物理公式與符號：
▼ 還有更多解析內容
太陽輻射逆平方定律
💡 行星單位面積接收輻射量與其距日距離之平方成反比。
🔗 輻射強度計算答題邏輯
- 1 物理定義 — 列出輻射通量與距離平方成反比之關係
- 2 基準設定 — 設定地球 r=1, E=1 作為比較基準點
- 3 倍數運算 — 將目標行星距離代入 (1/r)² 進行求值
- 4 結論表述 — 得出水星 6.25 倍與金星 2.04 倍之結果
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：了解反照率 (Albedo) 如何進一步影響行星實際吸收的能量。
