高考申論題
108年
[天文] 宇宙學
第 二 題
二、一種尋找高紅移的星系的技巧是利用所謂的萊曼斷裂星系（Lyman-break galaxies）。請說明為何會有萊曼斷裂現象，並解釋我們如何利用萊曼斷裂現象來尋找高紅移星系？（20 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應先回想「萊曼極限」的物理意義：氫原子基態游離所需的能量對應波長 912 Å，短於此波長的光會被強烈吸收。接著帶入宇宙演化公式 $\lambda_{obs} = \lambda_{rest}(1+z)$，說明紅移如何將此「斷裂」推移至可見光波段，最後解釋觀測上如何利用「濾光片多色測光（dropout 技術）」來篩選高紅移星系。
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【破題】 萊曼斷裂現象（Lyman-break phenomenon）是基於宇宙中豐富的中性氫對高能紫外光子產生強烈吸收所導致的光譜特徵。天文學家利用宇宙膨脹帶來的紅移效應，結合多色測光技術，使萊曼斷裂成為高效率篩選早期宇宙（高紅移）星系的重要觀測工具。 【論述】
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