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普考申論題 106年 [氣象] 大氣科學概要

第 一 題

📖 題組:
一、(一)何謂大氣分子的雷利散射(Rayleigh Scattering)效應?(10 分) (二)根據雷利散射,說明為何天空會呈現藍色?(10 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

何謂大氣分子的雷利散射(Rayleigh Scattering)效應?(10 分)

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看到「雷利散射」,首先應聯想到「散射粒子尺寸」與「入射光波長」的相對關係。核心答題關鍵在於寫出發生條件(粒子半徑遠小於波長,$a \ll \lambda$)以及雷利散射定律(散射強度與波長的四次方成反比,$I \propto 1/\lambda^4$),並帶出其大氣光學的物理意義,這是拿滿 10 分的標準推演邏輯。

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【破題】 「雷利散射(Rayleigh Scattering)」是指電磁波(如太陽輻射)在傳播過程中,遇到半徑遠小於其波長的微小粒子(如大氣中的氣體分子)時,電磁波改變傳播方向的物理現象。 【論述】

小題 (二)

根據雷利散射,說明為何天空會呈現藍色?(10 分)

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看到這題,應建立『光源(太陽光成分)→ 介質(雷利散射定律)→ 觀測者(人眼敏感度)』的完整邏輯鏈條。除了說明短波長光被強烈散射的物理機制外,務必補充太陽光譜能量分布與人眼對藍光敏感度的生理機制,這才是國考拿滿分的關鍵細節。

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【破題】 天空呈現藍色,是大氣分子對太陽輻射中的短波長可見光產生強烈雷利散射,且綜合人眼視覺感官特性後的最終結果。 【論述】

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