高考申論題
105年
[天文] 天文觀測
第 一 題
📖 題組：
用望遠鏡觀測恆星時，說明光學解析度（resolution）的意義。口徑 10 公分的光學望遠鏡，其解析度約為 1 角秒。對口徑 20 公分以上的望遠鏡來說，說明口徑與大氣視相（seeing）對光學解析度的影響。（10 分） 在地面用望遠鏡拍攝與分析木星影像時，影像解析度（resolution）與望遠鏡口徑、視相之間有何關聯？用什麼方法可以突破地球大氣的擾動，獲得望遠鏡光學解析度的木星影像？（10 分）
用望遠鏡觀測恆星時，說明光學解析度（resolution）的意義。口徑 10 公分的光學望遠鏡，其解析度約為 1 角秒。對口徑 20 公分以上的望遠鏡來說，說明口徑與大氣視相（seeing）對光學解析度的影響。（10 分） 在地面用望遠鏡拍攝與分析木星影像時，影像解析度（resolution）與望遠鏡口徑、視相之間有何關聯？用什麼方法可以突破地球大氣的擾動，獲得望遠鏡光學解析度的木星影像？（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
用望遠鏡觀測恆星時，說明光學解析度（resolution）的意義。口徑 10 公分的光學望遠鏡，其解析度約為 1 角秒。對口徑 20 公分以上的望遠鏡來說，說明口徑與大氣視相（seeing）對光學解析度的影響。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題，應先給出光學解析度的物理定義與數學公式（瑞利準則：θ = 1.22 λ / D），說明理論極限。接著必須區分「繞射極限（理論）」與「大氣視相（實務限制）」，並論述當望遠鏡口徑增大至20公分以上時，為何解析度不再由口徑決定，而是受限於大氣擾動（Seeing limit）。
小題 (二)
在地面用望遠鏡拍攝與分析木星影像時，影像解析度（resolution）與望遠鏡口徑、視相之間有何關聯？用什麼方法可以突破地球大氣的擾動，獲得望遠鏡光學解析度的木星影像？（10 分）
思路引導 VIP
看到這題，首先應區分「理論繞射極限」（與望遠鏡口徑相關的瑞利準則）與「實際環境限制」（大氣視相 Seeing）。其次，針對拍攝明亮行星（木星），必須提出實務觀測常用的軟體解方「幸運成像法（Lucky Imaging）」的影像處理流程，以及專業天文台使用的硬體解方「自適應光學（AO）」。