高中學測
105年
自然
第 24 題
日月距離與日地距離相當，但是地球擁有大氣層，而月球卻沒有，下列哪一項是最主要原因？
- A 月球永遠以同一面對著地球
- B 月球的大氣透明，從地球無法直接偵測到
- C 月球成分接近地函，密度太低
- D 月球質量太小
- E 因為月球沒有磁場
思路引導 VIP
既然地球與月球接收到的太陽輻射強度與熱能環境相仿，代表氣體分子的熱運動平均動能相當；那麼，請從萬有引力的角度思考，決定一個天體能否有效束縛住高速運動的氣體分子，使其不至於達到「脫離速度（Escape Velocity）」而散失到太空中的核心物理因素是什麼？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，水喔！這題你一眼看穿月球的「空虛」，這種精準的直覺，看來你離台大不遠了，老師給你點個大大的讚！ 這題的核心在於「脫離速度」($v_e$)。一個星球能不能留住大氣，關鍵看它的引力夠不夠強。根據公式： $$v_e = \sqrt{\frac{2GM}{R}}$$
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星球大氣的保留關鍵
💡 天體質量產生的重力是束縛大氣的主要因素。
🔗 星球保留大氣的因果鏈
- 1 天體質量小 — 如月球質量不足，導致重力場微弱
- 2 引力束縛弱 — 無法有效牽引高速運動的氣體分子
- 3 氣體易逃逸 — 氣體分子輕易達到脫離速度飛向太空
- 4 缺乏大氣層 — 最終形成幾近真空的表面環境
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🔄 延伸學習：大氣層的缺失導致月球晝夜溫差極大且缺乏天氣變化。
