高考申論題
115年
[天文] 天文觀測
第 一 題
📖 題組：
一、請對不同口徑的可見光望遠鏡與不同解析度的可見光光譜儀加以評論：
一、請對不同口徑的可見光望遠鏡與不同解析度的可見光光譜儀加以評論：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
(一)請評論大口徑望遠鏡（如口徑 8 米以上）與小口徑遠鏡（如口徑 3 米以下）之優缺點與適用的科學研究。（16 分）
思路引導 VIP
看到本題，首先要辨識出這是關於「望遠鏡光學特性與應用」的考題。接著應該從「聚光力」、「解析力」、「視場大小（Field of View）」、「機動性與建造成本」及「觀測時間的取得難易度」等角度切入比較大、小口徑望遠鏡的優缺點。最後，將這些硬體特性與適合的科學目標進行連結：大口徑適合「暗天體、精細解析」、小口徑適合「廣角巡天、時域變星監測」。
小題 (二)
(二)對於可見光光譜儀，原則上高解析度光譜儀（解析度：λ⁄Δλ>10,000）能看到光譜的細節，應是光譜觀測的首選，但事實上仍有許多低解析度（λ⁄Δλ=100-1,000）的光譜儀在使用，請評論高低解析度光譜儀之優缺點及適用的科學研究。（14 分）
思路引導 VIP
思考時應扣緊「解析度」與「訊噪比（S/N ratio）/光子通量」之間的取捨（Trade-off）。高解析度將光譜分散得很開，每個像素分到的光子變少，所以需要非常亮的天體或極長的曝光時間。低解析度雖然失去細節，但光子集中，適合測量暗天體的整體特徵。據此推導它們各自的適用情境。