高考申論題
112年
[天文] 太陽系
第 一 題
📖 題組:
行星磁場成因與磁層結構:(每小題10分,共30分)
行星磁場成因與磁層結構:(每小題10分,共30分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
科學家利用「發電機理論」來說明地球為何會產生磁場,請說明此理論中需要那三大條件才能形成磁場?
思路引導 VIP
看到「發電機理論」,應立刻聯想天體內部流體力學與電磁學的交互作用。解題關鍵在於明確指出物質狀態(導電流體)、動力來源(對流運動)以及結構化磁場的機制(自轉產生的科氏力),答題時建議以地球外核為例輔助說明以展現專業度。
小題 (二)
承上題,請說明木星磁場形成機制。
思路引導 VIP
看到此題應立即聯想行星磁場的核心假說「發電機理論 (Dynamo theory)」的三要素:導電流體、對流運動及快速自轉。接著將這三要素精準對應到木星獨特的內部物理結構,特別是強調「液態金屬氫」層的相態特徵與其極快的自轉週期。
小題 (三)
請繪圖並描述木星磁層的外觀結構,在圖中特別標出1.太陽風流向、2.弓形震波(bow shock)、3.磁層頂、4.磁尾的位置。
思路引導 VIP
本題考查行星磁層與太陽風交互作用的標準空間結構。作答時應先構思太陽風的迎風面與背風面,依次由外向內、由向日面到背日面標示出弓形震波、磁層頂與拖長的磁尾,並在描述中強調木星磁層在太陽系中無與倫比的巨大尺度。