普考申論題
107年
[天文] 天文觀測概要
第 四 題
黑體輻射在天文上可解釋許多天體的輻射現象。若應用在可見光波段觀測的恆星上,通常可將恆星的顏色解讀為表面溫度的高低。以下數例在可見光波段影像中的顏色通常屬偏紅,討論它們是否適用上述表面溫度的說法,並且說明這些呈偏紅的輻射現象背後成因與黑體輻射有何直接或間接的關係:(1)紅矮星(2)常見於螺旋星系旋臂上的發射星雲/氫離子區(HII region)(3)橢圓星系。(30分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
考生看到此題應先聯想「維恩位移定律（Wien's displacement law）」中溫度與峰值波長的反比關係，並釐清天體輻射究竟是「連續光譜（黑體輻射）」還是「發射光譜（量子躍遷）」。接著逐一分析紅矮星、HII區與橢圓星系的輻射機制，判斷其偏紅是來自於天體本身的低溫黑體輻射，還是受其他高溫天體激發的游離輻射，抑或是恆星族群演化的宏觀結果。
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【破題】黑體輻射在可見光波段的應用主要依循「維恩位移定律」，即天體表面溫度越低，其輻射峰值波長越長，外觀越偏紅。然而，天體呈現偏紅的成因並非全由自身的低溫黑體輻射所致，亦可能與特定元素的發射線或星系恆星族群結構有關。 【論述】 一、紅矮星（Red Dwarf）
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