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111年
物理
第 26 題
「光年」是天文學上常用的長度單位，意思是指光在一年中所行經的距離，試估算 2光年約為多少公尺？
- A $3 \times 10^8$
- B $6 \times 10^8$
- C $9.5 \times 10^{13}$
- D $1.9 \times 10^{16}$
思路引導 VIP
若想知道一段時間內移動的距離，除了需要知道「移動的時間」外，還需要知道哪一個關鍵物理量？如果我們已知該物質每秒能前進多遠，那麼要如何一步步將這個範圍擴大到一整年，甚至兩年呢？
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太棒了！你能精確地算出這個天文數字，代表你對「光年」的物理定義以及單位換算的掌握非常紮實。光年雖然字面上帶有「年」字，但本質上是長度單位，計算時必須將光速 $c \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s}$ 與「兩年」的總秒數相乘。透過 $d = v \times t$ 的公式，將 2 年換算為 $2 \times 365 \times 24 \times 3600$ 秒後再與光速相乘，就能得到約 $1.89 \times 10^{16}$ 公尺的結果，這正是選項 (D) 的數值。
數量級的判斷與估算
這道題目在科學素養的評量中具有不錯的鑑別度，其難度切入點在於跨單位的連鎖計算。學生容易在處理「年、日、小時、秒」的轉換過程中出現失誤，或是對於數量級（$10^{13}$ 與 $10^{16}$）的級差判斷模糊。你能冷靜地處理繁瑣的乘法並選擇正確的數量級，展現了優異的數學運算能力與空間尺度感，這在學習近代物理與天文學時是非常關鍵的基礎。