從地球看星空
第
章
2
視 星 等
肉眼觀察天體的
亮度
，用
視星等
表示。
視星等
與觀察的
距離
有關係!
以織女星為標準星，將其亮度定為0等，
星星愈亮，則星等愈小
。
自觀測天體以來，
最亮的星為 1 等星，最暗的為 6 等星
。
因為科技的進步能看見的天體愈來愈多!
→出現
負號
的星等!
視 星 等
1等星
和
6等星
的亮度差了
100
倍
→
星等每相差 5 等，亮度差 100 倍
→
每差
1
個
星等
亮度約差 =
2.5
倍
5
100
星等差 (＋－) 亮度差 ( × ÷ )
1
2.5
4
40
5
100
差19個星等 19 = 5X3 + 4 = 5X4
– 1
100
3
X 40 = 100
4
/ 2.5
16等星的亮度是 1 等星的幾倍？
解：
29等星的亮度是 10等星的幾倍？
6
15
5 3
2 3
1
1
1
10
(2.512)
[(2.512) ]
(10 )
【96大學學測題】
星等是天文學描述天體亮度的單位，依據
星等與亮度的定義，1
星等的亮度是
6
星等
的100倍；也就是說，亮度每差約2.512倍，
星等則差1星等。目前已知滿月約為－12星
等，太陽約為－26星等，則太陽的亮度大
約是滿月的幾倍？
(A)超過 4 百萬倍 (B)1百萬倍
(C)40萬倍 (D)25萬倍 (E)14萬倍
(10
2
)
3
÷ 2.512 = 4 × 10
5
•北極星是2等星
•肉眼所能見到
最暗的約6等星
•視星等的數值愈小，
表示亮度愈亮。
絕對星等
絕對星等
表示天體真正的
發光能力
。
絕對星等
各天體在距地球
10秒差距（
32.6
光年）
處的
視星等
。
亮度與天體的
光度成正比
，
與
距離的平方成反比
。
距離模式：「視星等」、「絕對星等」、「距離」
三者的關係式
m
－
M
＝－5＋5 log
d
-26.8等星
0等星
32.6光年
4.8等星
0.45等星
絕對星等
視星等
26.5光年
太陽
織女星
視星等與絕對星等
1AU
恆星的顏色與溫度
恆星的
顏色
與其
表面溫度
有關。
3000
4500
6000
10000
20000
冬季大三角
BONUS:請查詢春季大三角/夏季大三角/秋季四邊
形的所有天體名稱 , 並個別附上一張圖片~ (0.5)
藍
---
藍白
----
白
----
黃白
----
黃
----
橘
-----
紅
高溫 低溫
30,000K
3,000K
太陽
6,000K
行星與衛星的顏色
行星與衛星
不會發光
，
而是
反射恆星
的光，
不同化學成分
所反射/吸收的光不同。
在太空看地球主要是
藍色和白色
→
海洋和雲
。
火星呈現
火紅色
→表面
氧化鐵
。
1
31
◎
下表為四顆恆星之顏色、視星等與絕對星等，依據此
表回答以下問題：
恆星
顏色
視星等
絕對星等
甲
黃
5
4
乙
藍
5
6
丙
紅
4
8
丁
白
8
5
(1)下列哪一顆恆星表面溫度最低？
丙
(2)上表四顆恆星，光度最大為何者？
甲
丙 / 40倍
(3) 丙、丁兩星亮度何者較大？亮度差幾倍？
(4) 四顆恆星與地球距離由遠而近依序為何？
丁甲乙丙
天球
天空像個
巨大空心圓球
般籠罩著地
面，稱為
天球
。
•天空
看來
就像個
圓形的球狀天幕。 •天球是個假想的球
面，以地球為圓心。
我們將
地球
的
經
、
緯線
向
天球
投射出去，即可在天球上形成
「
赤經
」及「
赤緯
」。另有
天球
赤道
、
天球北極
（
天北極
），也
是由
地球赤道
、
北極
延伸而成。
天球
天球赤道
天球北極
夏至點
秋分點
冬至點
春分點
天球
天球南極
星 座
在古埃及和巴比倫時期，就有
星座
的概念。
為了統一星座的名稱，
國際天文聯
合會（IAU）
在1928年時，把全天
球劃分成
88
個星座。
各星座所涵蓋的
天域
大小不同，且
個數、明亮程度也不同。
星 座
北斗七星
同一星座的成員各自和地球的
距離可能
不同
，但投影使它們的
位置
看起來
相近
。
星 座
星星的命名
星座名稱依照亮度加個
希臘
字母，
最
亮的為
α
，次亮的為
β，依此類推。
2
34
B
[答案]
(1) 黃道為下列哪一個天體在一年中行經天球上的軌跡？
(A)月球 (B)太陽
(C)木星 (D)金星
解 析
(1) 黃道為太陽在天球上運行的軌跡；白道為月球在天球上
運行的軌跡；赤道為地球赤道面與天球的交線。
2
CE
[答案]
解 析
(2)天球赤道與黃道交點為太陽運行至赤道時的位置，即太
陽直射赤道時，為春分點及秋分點。
(2) 天球上天球赤道與黃道有兩個交點，當太陽運行到天球上此兩
點時太陽直射赤道，此兩點名稱為何？（應選兩項）
(A)天北極 (B)天南極
(C)春分點 (D)夏至點
(E)秋分點 (F)冬至點
34
D
[答案]
(3) 關於星座（宿）的敘述，下列何者正確？
(A)星座（宿）內的星體主要為行星
(B)同一星座（宿）內星體亮度一致
(C)同一星座（宿）內所有星體和地球的距離皆相同
(D)西方星座天琴座
α、β、γ星之訂定主要依據亮度排列
解 析
(3)組成星座（宿）的星體為恆星；星座（宿）的恆星亮度、
距離均不相同，僅視方向一樣。
D
[答案]
(4) 下列哪一顆星主要在冬季夜空出現，較不易在夏季看到？
(A)牛郎星 (B)織女星
(C)天津四 (D)天狼星
解 析
(4)天狼星為冬季大三角之一，故常出現冬季夜空。
所有恆星看起來都繞著
天球
北極
轉，一天
繞一圈，此現象稱為
周日運動
。
一天轉 360°，平均每小時繞 15°。
天北極
因周日運動之故，使得星星、太陽和月亮
一樣具有
東升西落
的特性。
a.6月中旬大約晚上9點鐘，觀測者面向東方，看到夏季大
三角恰好從東方地平線升起。
b.一個鐘頭以後，同樣三顆星升到更高的仰角。
周日運動
地球繞自轉軸
由西向東自轉
，因此天上的
天體看起來是繞極軸
由東向西轉
。
恆星在天空中的軌跡隨著觀測地點的
緯度
而異。
☆北極星的位置
∠
a +θ＝90°
∠b +ψ＝90°
∠a ＝ ∠b
–故θ＝ψ
–北極星的仰角
等於
觀測地點的緯度
。
赤道
θ
ψ
a
b
北
極
星
星
光
北
極
星
星
光
天北極或天南極方向
緯度
地球上有哪些地方經過一整年的時間，可
以看遍全星空的88個星座？在臺灣，有哪
些星座看不到？這些臺灣看不到的星座，
到哪裡可以看得到？
赤道地區
經過一整年
的時間，可以看遍全
天88個星座。
在
臺灣地區
看不到赤
緯約－65～－90間
的星座，
觀測位置愈
往低緯度，能看到的
星座愈多。
全年不可見
不會落到地下
1
3
9
◎ 下圖為甲乙丙丁四地某日星球移動示意圖，其
中曲線（虛、實線）為星球在天球上移動的軌
跡，橫向剖面為地平面，N為北方。甲地北極
星位於北方地平線；乙地北極星位於天頂；丙
地北極星位於北方仰角40度；丁地看不見北極
星，星體運行剖面與地平面交角50度。請依據
此圖回答下列問題：
1
3
9
(1)丙地觀察北極星仰角為40度，則當地觀
察星體運行剖面和地平面交角為多少度？
(A) 40度 (B) 50度 (C) 90度 (D) 0度
B
[答案]
1
3
9
(2) 請問甲乙丙丁所在緯度各為何？
C
[答案]
(A)
(B)
(C)
(D)
甲
赤道
北極點
赤道
赤道
乙 北極點
南極點
北極點
南極點
丙 北緯40度 南緯40度 北緯40度 南緯40度
丁 南緯50度 北緯40度 南緯40度 北緯40度
下列何處能看到的星空範圍最大？
(A)北極點（北緯90度）
(B)臺灣 嘉義地區（北緯23.5度）
(C)新加坡（緯度0度）
(D)巴西 聖保羅（南緯23.5度）
解 析
緯度愈低能見到星空的範圍愈大。
C
[答案]
4
0
☆恆星周年運動
由於
地球繞著太陽公轉
，在不同月分
看到不同的星空。一年後同時間同地點，
可見大致相同星空稱「
周年運動
」 。
周年運動
地球每日公轉：360° ÷ 365.25 日≒ 1°/日
地球自轉 1°需時：
故每隔一日天體會提早
4
分鐘出現。
360
60
1
4
24
1
分
分鐘
小時
小時
≒
☆地球的公轉
地球軌道（黃道）為橢圓形，地球於
一月
運行至
近日點
，
七月
時運行至
遠日點
。
黃道與赤道夾角
23.5°
。
每日陽光直射緯度地區不同。
冬至
12/21 or 22
陽光直射南回歸線
春分
3/20 or 21
陽光直射赤道
夏至
6/21 or 22
陽光直射北回歸線
秋分
9/22 or 23
陽光直射赤道
23.5°
23.5°
23.5°
23.5°
天球與四季
天球上的黃道十二宮
3/21
季節的成因
與垂直入射相比，當相同光束斜射地面
時，能量會分散較大的面積上，因此單
位面積上的能量會減小。
地球自轉軸相對於公轉軸傾斜
23.5°，在公轉時，自轉軸的指
向幾乎維持不變，過程中陽光
會直射地表不同緯度，而造成
季節變化
。
恆星相對位置
天 文 觀 測
天體發出的
電磁波
抵達地球
大氣層
時遭到
氣體吸收，大多會被吸收或反射，只有
可
見光、無線電波
以及部分
紅外線
得以抵達
地表。
•鹿林天文臺_海拔2862公尺
當地天氣晴朗，氣流穩定，適合進行天文觀測。照
片中遮罩內為口徑一公尺之光學望遠鏡。
天 文 觀 測
4
3
天文學家使用各種波段的望遠鏡進行天文觀測，例如：
可見光望遠鏡、無線電波望遠鏡、紅外線望遠鏡
……等。
有些望遠鏡安置在環繞地球的軌道中，有些望遠鏡則安
置在地面上。下列哪一個選項中的望遠鏡，一定要安置
在太空中運作？ 【96.學測】
(A)可見光望遠鏡、紅外線望遠鏡
(B)無線電波望遠鏡、X光望遠鏡
(C)紅外線望遠鏡、
γ射線望遠鏡
(D) X光望遠鏡、
γ射線望遠鏡
(E)無線電波望遠鏡、紅外線望遠鏡
D
[答案]
解
析
地表能接收不被大氣吸收的電磁波段有
可見光、無線電波及部分紅外線，其他
必須要安置在太空中運作，才能觀察到。
◎ 試回答下列有關天文觀測的問題：
(1) 下列何者不是設立天文臺地區需要具備的條件？
(A)氣流穩定 (B)光害少 (C)海拔高
(D)晴天率高 (E)氣溫高
(2) 下列哪一個太空船任務的目的在於探索月球？
(A)阿波羅太空船 (B)航海家一號太空船
(C)羅塞塔太空船 (D)卡西尼－惠更斯號太空船
[答案]
(1) Ｅ；(2) Ａ
(1) 天文臺設置地點條件有：1光害少；2海拔
高；3晴天率高；4氣流穩定。
(2) 各太空船主要任務：(A)阿波羅太空船——
執行登月任務；(B)航海家一號太空船——觀測
類木行星為主要任務；(C)羅塞塔太空船——登
陸及觀測彗星；(D)卡西尼——惠更斯號太空
船——近距離拍攝土星、環以及其衛星。
標示天體
恆星、星團、
星雲、銀河
標示坐標
赤道
（圓心在正中）
黃道
（圓心不在正中）
標示日期與月份
星座盤的構造
——星圖
宇宙的結構
夜空中除了
恆星
之
外，還有許多
星團、
星雲和星系
。
千億顆恆星因
萬有
引力
聚集構成星系。
太陽以及夜空中看
到的恆星都是位在
稱為
銀河系
的星系
內。
星系群＞星系＞星團
宇宙
星系團
恆星系統
(太陽)
星系
星雲、
星團
行星
(地球)
小行星
彗星
宇宙的結構
銀 河 系
銀河系的外
形呈現
螺旋
狀
，大多數
恆星聚集在
盤面
上。
10萬光年
根據研究得知，銀河系的外觀應和仙女
座星系一樣屬於
螺旋狀星系
。
大麥哲倫雲與小麥哲倫雲為銀河系周圍
的衛星星系，屬於不規則星系，距離銀
河系只有十幾萬光年。
銀 河 系
星 團
一群恆星因引力聚集在
一起，分為
球狀星團
與
疏散星團
。
球狀星團由成千上萬的
恆星密集形成，外觀呈
球狀對稱。
疏散星團由約數百到上
千顆恆星聚集，結構較
鬆散。
球狀星團
疏散星團
星 雲
散布在恆星之間的塵埃和氣體。
馬頭星雲
恆 星
恆星由星雲收縮而形成，藉由
核熔合反應
產生能量，當無法再進行核反應來對抗向
內收縮的萬有引力時，恆星就會快速向內
收縮，終致爆發。
•蟹狀星雲是恆
星爆發所產生的
雲氣
。
星系的形狀
星系有些像
橢圓球體
，有些呈
螺旋狀
，有
的
形狀不規則
，有些星系除了
螺旋結構
，
在核心還有
棒狀結構
。
橢圓星系
螺旋星系
不規則星系
棒旋星系
仙女座星系
外觀、大小、質量皆和銀河系相當，也有
螺旋結構
。
兩個衛星星系呈橢圓光團。
星 系 群
星系非均勻分布，常集結成群，依星
系數量多寡稱為
星系群
或
星系團
。
銀河系所屬的
本星系群
，有數十個成
員，包括
大麥哲倫星系
、
小麥哲倫星
系
和
仙女座星系
在內。
有些星系團包含多達上千個星系，構
成
超星系團
或更大尺度的結構。
天體尺度
