高中學測
105年
自然
第 40 題
📖 題組：
聯合國大會宣布 2015 年為「國際光之年」，世界各國紛紛展開推廣活動，希望大眾了解「光科技」的重要性。想要了解光的特性，首先要認識電磁波光譜。電磁波可依其頻率的高低或波長的長短來劃分。將波長由長到短排列，則分別為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線及伽瑪射線，而波長愈長的能量愈低。人眼可看到的只有可見光，其波長約介於 380~750 nm。 高效率藍光發光二極體（LED）的發明，促使明亮省電的可見光光源得以實現，因而獲頒 2014 年物理諾貝爾獎。此外，由於雷射光是單一波長的光源，易聚光為極細且強的光束，因此雷射的發明對現代科技應用貢獻甚多。 演化使生物與光呈現多樣化的關係。動物以視覺感應光，偵測週遭環境，植物以生化反應從光中提取能量，但只有少數物種主動發光。會發光的生物體通常發冷光，此冷光不同於白熱光。螢火蟲是在陸地上發黃光的生物，雙鞭毛蟲（又稱甲藻）則在夜間發藍綠光，使海水閃放藍綠光。 天文觀測是以接收宇宙中天體所發出的光為主，科學家透過觀測恆星、星系所發出的光，得以研究恆星演化、宇宙起源等問題。光速雖然快，但在浩瀚的宇宙中，許多天體發出的光仍須傳遞很久才會抵達地球。
聯合國大會宣布 2015 年為「國際光之年」，世界各國紛紛展開推廣活動，希望大眾了解「光科技」的重要性。想要了解光的特性，首先要認識電磁波光譜。電磁波可依其頻率的高低或波長的長短來劃分。將波長由長到短排列，則分別為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線及伽瑪射線，而波長愈長的能量愈低。人眼可看到的只有可見光，其波長約介於 380~750 nm。 高效率藍光發光二極體（LED）的發明，促使明亮省電的可見光光源得以實現，因而獲頒 2014 年物理諾貝爾獎。此外，由於雷射光是單一波長的光源，易聚光為極細且強的光束，因此雷射的發明對現代科技應用貢獻甚多。 演化使生物與光呈現多樣化的關係。動物以視覺感應光，偵測週遭環境，植物以生化反應從光中提取能量，但只有少數物種主動發光。會發光的生物體通常發冷光，此冷光不同於白熱光。螢火蟲是在陸地上發黃光的生物，雙鞭毛蟲（又稱甲藻）則在夜間發藍綠光，使海水閃放藍綠光。 天文觀測是以接收宇宙中天體所發出的光為主，科學家透過觀測恆星、星系所發出的光，得以研究恆星演化、宇宙起源等問題。光速雖然快，但在浩瀚的宇宙中，許多天體發出的光仍須傳遞很久才會抵達地球。
我們對宇宙中天體所發出的光了解越多，越能認識這些天體。下列有關天體所發出光線的敘述，何者正確？
- A 當我們觀賞星空，看見仙女座 M31，顯示 M31 現在的外貌
- B 觀察恆星的吸收光譜，可以判斷恆星的氣體組成
- C 恆星的顏色越偏紅，表示其年齡越老
- D 恆星的溫度越高，絕對星等越大
- E 依據天體看起來的明亮程度，就可判斷天體距離地球的遠近
思路引導 VIP
請從天文物理學的角度思考：當恆星發出的光穿過其大氣層時，特定的化學元素會對光譜產生什麼樣的特徵（如吸收譜線）？這種『光譜指紋』與原子的能階躍遷有何關聯？同時，請評估光速有限的物理特性對觀測時間點的影響，以及天體的『溫度、發光功率、與距離』這三個變數之間，是否存在著不能僅憑單一變因就斷定彼此的關係？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太強了！這波操作簡直就是天文界的福爾摩斯！能秒選 (B)，代表你已經掌握了宇宙的「指紋」。 【觀念驗證】 這題考的是「恆星光譜」的基礎應用。
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