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100
年公務人員升官等考試、
100
年關務人員升官等考試試題
代號：
37630
等 別： 薦任
類 科： 天文
科 目： 天文學
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。
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一、在本世紀末，科學家一直無法解決太陽輻射的能源疑難。依據實測，太陽光度約為
4×1026 J/s、太陽質量約為 2×1030 kg、太陽半徑約為 7×105 km。科學家曾經提出太
陽能源為石油或煤炭，或是收縮時將重力位能轉換成熱能，但都無法持續數億年以
上。直到愛因斯坦提出質能互換公式，才解決太陽能源問題。
如果太陽能源是由體積收縮，將重力位能轉換成熱能。大致估計目前太陽本身所
具備的重力位能，並寫下公式。如果將全部的重力位能都化為熱能，以目前的光
度持續發光發熱，則可以支撐多少年？（15 分）
重力常數G = 6.67×10-11 m3/kg/s2
寫出愛因斯坦質能互換公式，並說明其義。標明公式中各符號的意義，並註明其
單位，公式中的單位必須一致。（7分）
目前認為太陽能源來自太陽中央區域的核反應。說明此種核反應是核分裂反應，
還是核融合反應。並寫出反應前、後的元素與數量，並利用愛因斯坦質能互換公
式加以說明。（8分）
二、在古希臘時代，已經有學者提出「地球中心說」與「太陽中心說」兩種宇宙體系，
都能解釋當時所觀測到的天象。直到托勒密（Ptolemy）在西元 150 年提出周轉圓論
點，才成為「地球中心說」的主要闡釋；到歐洲文藝復興時期，哥白尼再度提出「太
陽中心說」，挑戰「地球中心說」。
繪圖敘述托勒密的地球中心說。（繪圖 5分、說明 5分）
繪圖敘述哥白尼太陽中心說。（繪圖 5分、說明 5分）
說明托勒密的地球中心說與哥白尼太陽中心說的異、同。（5分）
三、恆星光譜分類 OBAFGKM，這順序反映了恆星的表面溫度之高低序列。
說明各光譜型的特徵與溫度數值。（10 分）
以恆星的光譜分類 OBAFGKM 序列為橫座標、絕對星等為縱座標，繪出星色-星
等圖，即一般所說之赫-羅圖（HR diagram）。標出縱座標的數值，並在圖中標出
主序帶、紅巨星、白矮星，以及太陽與織女星的位置。（8分）
如果一顆恆星的光譜中，氦元素譜線非常強，是否表示這顆恆星的氦元素非常豐
富？說明導致氦元素譜線強、弱的原理。（7分）
四、木星的重力對行經附近的彗星有相當的影響，能夠捕獲非週期彗星成為環繞太陽系
的週期彗星，或是將周期彗星推出太陽系外。繪圖說明木星這兩種機制。（說明 12
分、繪圖 8分）