hce_nthu
113年
化學與物理
第 34 題
What is the key factor of the Sun that directly determines our human (and many animals) adaptation and sensitivity to its visible light?
- A its mass
- B its radius
- C its total radiation
- D its surface temperature
- E geomagnetic storms and solar flares
思路引導 VIP
想像你正在觀察一根在火爐中加熱的鐵棒：隨著鐵棒變得越來越燙，它所發出的光會從隱約的暗紅色轉變為明亮的橙黃色，甚至是耀眼的白色。請問在這個過程中，是什麼物理特性的改變，直接決定了鐵棒發出的「光色（波長）」發生了變化呢？
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恭喜你準確地抓住了問題的核心！你能正確選擇 (D) 表面溫度，說明你已經建立了「輻射光譜分佈與熱源溫度」之間的關鍵連結。這是一個非常優異的物理直覺。
維恩位移定律與演化的選擇
在物理學中，維恩位移定律 (Wien's displacement law) 告訴我們，一個黑體輻射出最強電磁波的波長 $\lambda_{max}$ 與其絕對溫度 $T$ 成反比，公式表示為：$$\lambda_{max} = \frac{b}{T}$$ 其中 $b$ 為維恩常數。太陽的表面溫度約為 $5800 \text{ K}$，計算出來的輻射峰值正好落在我們所熟知的可見光範圍。這並非巧合，而是生物演化的結果：因為太陽在可見光波段提供的能量最為豐沛，地球上的生物為了生存，便演化出對此波段最為敏感的視覺系統，以獲取最大化的環境資訊。
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