普考申論題
105年
[天文] 天文觀測概要
第 一 題
📖 題組：
月亮觀測： (一)請寫出在以下月相時，月亮從東方地平升起的時間：新月、滿月、上弦、下弦。（4 分） (二)月亮一直用同一面面對地球，這個現象是因為月亮的「自轉週期」和「公轉週期」有什麼樣的關係？（4 分） (三)但是我們在地球上可以看到多達 59%的月面，而不僅僅是 50%，這是什麼原因？這個現象稱做什麼？（4 分） (四)在地球上看月亮，會有「月出」和「月落」，但是從月球上看地球，會看到「地出」和「地落」嗎？為什麼？（4 分） (五)接上題，地球上看得到「月相」，從月球上看地球，會看得到「地相」嗎？為什麼？（4 分）
月亮觀測： (一)請寫出在以下月相時，月亮從東方地平升起的時間：新月、滿月、上弦、下弦。（4 分） (二)月亮一直用同一面面對地球，這個現象是因為月亮的「自轉週期」和「公轉週期」有什麼樣的關係？（4 分） (三)但是我們在地球上可以看到多達 59%的月面，而不僅僅是 50%，這是什麼原因？這個現象稱做什麼？（4 分） (四)在地球上看月亮，會有「月出」和「月落」，但是從月球上看地球，會看到「地出」和「地落」嗎？為什麼？（4 分） (五)接上題，地球上看得到「月相」，從月球上看地球，會看得到「地相」嗎？為什麼？（4 分）
📝 此題為申論題，共 5 小題
小題 (一)
請寫出在以下月相時，月亮從東方地平升起的時間：新月、滿月、上弦、下弦。（4 分）
思路引導 VIP
思考月相形成的原因是太陽、地球與月球三者的相對幾何位置。可以假設太陽固定於清晨6點升起，藉由各月相與太陽的夾角（如上弦月落後太陽90度，即落後6小時），即可推導出月球從東方升起的大致時間。
小題 (二)
月亮一直用同一面面對地球，這個現象是因為月亮的「自轉週期」和「公轉週期」有什麼樣的關係？（4 分）
思路引導 VIP
本題測驗天體運行的基本幾何與力學關係。作答時應直接點出『自轉週期等於公轉週期』的核心結論，並建議進一步寫出學術專有名詞『潮汐鎖定（同步自轉）』及其背後的引力摩擦機制，以展現專業深度。
小題 (三)
但是我們在地球上可以看到多達 59%的月面，而不僅僅是 50%，這是什麼原因？這個現象稱做什麼？（4 分）
思路引導 VIP
這題測驗考生對月球軌道力學與觀測幾何的理解。首先應點出此現象的專有名詞『天平動（Libration）』，接著必須從月球的『橢圓軌道（公轉速度變化與等速自轉之差）』與『自轉軸傾角』兩個主要物理與幾何維度來精確解釋其成因。
小題 (四)
在地球上看月亮，會有「月出」和「月落」，但是從月球上看地球，會看到「地出」和「地落」嗎？為什麼？（4 分）
思路引導 VIP
本題考查天體相對運動的幾何關係與視運動現象。解題關鍵在於結合月球的「同步自轉（潮汐鎖定）」特性，推導出從月面固定位置觀測時，地球在天空中的相對仰角與方位是否會發生改變。
小題 (五)
接上題，地球上看得到「月相」，從月球上看地球，會看得到「地相」嗎？為什麼？（4 分）
思路引導 VIP
本題測驗天體相位的成因與空間幾何相對位置。解題時應先回顧「相」的物理定義（不發光天體反射恆星光，因觀測者與目標物相對位置改變所致），再將觀測者移至月球，分析日、地、月三者的幾何關係，即可推導出必然存在「地相」，且與「月相」互補的結論。