高考申論題
113年
[天文] 天文觀測
第 一 題
📖 題組：
鹿林天文台一米望遠鏡（Lulin One-meter Telescope, LOT）焦比值為 8，它有一台 2048×2048 像素的相機 SOPHIA，每個像素大小是 15 微米×15 微米。 (一) SOPHIA 裝在 LOT 上進行觀測的視野（Field of View, FoV）有多大？請以角分為單位作答。（10 分） (二) 假如視相（seeing）為 1.5 角秒，以 600 奈米波長的光而言，前一小題 SOPHIA+LOT 觀測的成像空間解析力是被像素大小、繞射、或視相所限制？請說明之。（20 分）
鹿林天文台一米望遠鏡（Lulin One-meter Telescope, LOT）焦比值為 8，它有一台 2048×2048 像素的相機 SOPHIA，每個像素大小是 15 微米×15 微米。 (一) SOPHIA 裝在 LOT 上進行觀測的視野（Field of View, FoV）有多大？請以角分為單位作答。（10 分） (二) 假如視相（seeing）為 1.5 角秒，以 600 奈米波長的光而言，前一小題 SOPHIA+LOT 觀測的成像空間解析力是被像素大小、繞射、或視相所限制？請說明之。（20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
SOPHIA 裝在 LOT 上進行觀測的視野（Field of View, FoV）有多大？請以角分為單位作答。（10 分）
思路引導 VIP
看到計算視野(FoV)的題目，首先要找出望遠鏡的「有效焦距」與相機感測器的「實體尺寸」。利用口徑與焦比算出焦距後，再將像素數量乘上像素大小得到感測器邊長，最後透過板塊比例尺(Plate Scale)或小角度近似公式即可求出角分單位的視野。
小題 (二)
假如視相（seeing）為 1.5 角秒，以 600 奈米波長的光而言，前一小題 SOPHIA+LOT 觀測的成像空間解析力是被像素大小、繞射、或視相所限制？請說明之。（20 分）
思路引導 VIP
解題關鍵在於分別計算並比較「繞射極限」、「像素取樣解析度」以及「大氣視相」三者的角解析力數值。系統最終的空間解析力將由這三者中數值最大（即解析力最差）的物理限制所決定。