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106年公務人員高等考試三級考試試題 代號：27280 全一頁
類科：天文
科 目：太陽系
考試時間：2小時 座號：
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目得以本國文字或英文作答。
（請接背面）
一、當刻卜勒（Kepler）分析第谷的觀測數據提出行星運動三定律時，屬於經驗法則，牛
頓則能依據萬有引力假設與運動三定律推導出刻卜勒三定律。行星m繞太陽M公轉，
牛頓認為兩天體間的重力 F=GMm/r2，其中r為兩天體間的距離，G為重力常數，依
據牛頓力學推導刻卜勒第二定律與第三定律。試問：（每小題 10 分，共 20 分）
運用角動量（L）守恆概念，推導出行星運動第二定律：行星與太陽的連線，在相
同時間內，掃過相同的面積。
令行星繞太陽公轉週期為T。如果行星繞太陽的軌道為正圓，推導出Kepler行星運
動第三定律：r的三次方與T的平方之比為定值。
二、地球、木星、土星大氣都有與自轉方向平行的大氣帶，各有自己的風向、風速。
說明科氏力效應，並用科氏力效應解釋三顆行星大氣的相同處。（20 分）
三、行星的磁場對於行星大氣有很重要的影響。如果現在地球的磁場突然消失，
則：（每小題 10 分，共 20 分）
地球大氣結構會如何演變？
對地面上的生命有何影響？
四、從外貌、成分與軌道性質說明冥王星應該是古柏帶天體，也是矮行星。（10 分）
五、繪圖說明如何由彗星觀測數據推測彗星來源有兩種：古柏帶與歐特雲？（10 分）
六、卡西尼號太空船在 2004 年進入環繞土星的軌道，傳回許多土星本體、土星環及其
各衛星的影像，讓科學家增加對土星系統的認識。預定在 2017 年4月進入一個新
軌道，環繞 22 次後，訂於 9月15 日墜入土星大氣，像流星一般燒毀，結束任務。
試問：（每小題 5分，共 10 分）
科學家為什麼選擇讓卡西尼號最後墜入土星大氣來結束任務？
卡西尼號最後環繞土星軌道的任務為何？
七、說明刻卜勒太空任務用何種方式搜尋太陽系外行星？（5分）以及此任務對搜尋太陽
系外行星的貢獻。（5分）