宇宙的組織

星際雲氣 雲氣由太空中的氣體及塵埃組成，恆星誕生於雲氣濃密處。 發光雲氣 黑暗星雲

銀河系

球狀星團 此球狀星團據估計包含了約100萬顆恆星。

星系的種類 不規則星系 棒旋星系 橢圓星系 正旋星系

仙女座大星系 位於仙女座方向，是個大型星系，距離我們230萬光年遠。外觀與銀河系類似，也有螺旋結構。 仙女座衛星星系

大、小麥哲倫星系 銀河系的衛星星系，距離我們只有十幾萬光年遠，為不規則狀星系，可見於南半球的夜空。

星系團 星系並非均勻分布在太空中，而常集結成群，構成更大的組織稱為星系團。有些包含超過上千個星系，有些則少得多。 銀河系與大、小麥哲倫星系及仙女座大星系等30多個星系所構成的星系團，稱之為本星系群。

四季星象的變化

太陽每個月經過黃道上不同的星座 2月21日太陽移動至雙魚座，當晚夜空出現的為室女座 2/21

第3章 從太空看地球(南一) 3-1　地球所處的太空環境 3-2　有組織的太陽系 3-3　得天獨厚的地球 (三民:2-3-2太陽活動的衝擊)

認識太陽 組成：高溫氣體，直徑約140萬公里，其中氫占3／4的質量，氦占1／4。 能量來源：日核的溫度高（約攝氏1500萬度）、密度大，進行氫核融合反應產生大量能量，並以輻射與對流方式向外傳遞。高溫的氣體朝外的熱壓力，平衡了內縮的萬有引力，使太陽維持穩定的結構。 太陽並非均勻天體，內外各部分溫度、密度不相同。 (1) 內部分為日核、輻射層、對流層(由內向外)。 (2)大氣層又分為光球層、色球層及日冕。 太陽表面活動：黑子、日珥和閃焰。

1日核 太陽分層圖 A光球層 3對流 C日冕 B色球層 2輻射層 1500萬 6000k 資料來源：Robbins et al.，1995，Discovering Astronomy 3rd.，John Wiley & Sons, Inc.,，P.351。  

光 球 肉眼看到的太陽表面，溫度約攝氏5,500度。 太陽黑子

眼睛所見的太陽 發生日全食 光球以內全部看不見 光球層 色球層

色 球 為光球之外的薄層氣體，溫度隨半徑增加而升高，色呈粉紅。 亮度低，平常無法直接觀察到，只有光球被擋住（如日全食）時，才能看得到色球。

日 冕 太陽大氣最外層。 延伸數百萬公里，溫度高達攝氏百萬度。 氣體稀薄，整個日冕的亮度只相當於滿月時月亮的亮度。 在日全食才能看見。 日 冕 太陽大氣最外層。 延伸數百萬公里，溫度高達攝氏百萬度。 氣體稀薄，整個日冕的亮度只相當於滿月時月亮的亮度。 在日全食才能看見。 日冕物質是失去電子的原子核，以極高速度運動，但密度極低。 亮度低，故只在發生日全食，或者利用日冕儀遮住光球，才能看到日冕。

X光波段的太陽 在X光波段，高溫的日冕則比光球明亮得多。 日冕

太陽活動 如果用望遠鏡配合適當的時機及儀器設備仔細看太陽表面，可以發現太陽的表面有許多活動，包括： (1)太陽黑子：太陽表面的暗斑，發生於太陽 活動激烈區。 (2)米粒組織:太陽表面溫度較高 (3)日珥：多發生於黑子附近，是因強烈磁場 作用而噴發的游離化氣體，多成圓弧狀。 (4)閃焰：太陽黑子附近突然發生的亮斑，是 日表激衝而出的烈焰。 光球層 黑子附近的色球層

太陽黑子SunSpot 大小為兩倍地球直徑大，壽命平均為一星期 太陽黑子中間較暗的部分稱為本影區，周圍淡黑部分稱為半影區。 黑子溫度僅約4500K，所以看起來較溫度6000K的太陽表面暗，卻是太陽表面活動劇烈的區域。 受磁力線影響 大小為兩倍地球直徑大，壽命平均為一星期 資料來源： Michael A. Seeds，1994，Foundations of Astronomy，Wadsworth Publishing Company，P.164。 見下頁

太陽黑子觀測 1609 伽利略首次用望遠鏡觀測太陽黑子 黑子會隨太陽表面轉動而推算太陽自轉週期約27天

太陽表面的活動：黑子 光球層上的黑子因所在區域磁場強烈，阻撓內部傳出的能量，因此溫度較周圍低而顏色較深。 觀察黑子繞行太陽表面，可知太陽不同部分的自轉速率快慢不一，低緯區較快。 黑子數目變化呈現約11年的週期，當黑子數目達到極大的時候，太陽表面活動較劇烈。

太陽黑子週期 1843年德國天文學家史瓦比發現太陽黑子的數目變化以11年為週期。 英國芒得進一步發現，太陽黑子出現的頻率與緯度位置和太陽黑子週期有關，作圖後看起來狀似蝴蝶，稱為蝴蝶圖或芒得圖。 光球層上的黑子因所在區域磁場強烈，阻撓內部傳出的能量，因此溫度較周圍低而顏色較深 由黑子繞行太陽表面，可知太陽不同部分的自轉速率快慢不一，低緯區較快。 資料來源： Robbins et al，1995，Discovering Astronomy 3rd.，John Wiley & Sons, Inc.,，P.355。  

日珥 發生日全食時，可從望遠鏡裡看到太陽周圍衝出暗紅色火焰般的日珥，就好像太陽戴了耳環。 日珥是一些因游離化而帶電的氣體，多呈圓弧狀，是受黑子附近強烈磁場作用所發生的現象。 資料來源：Michael A. Seeds，1994，Foundations of Astronomy，Wadsworth Publishing 　　　　　Company，P.179。

太陽表面的活動：閃焰 色球層上，表面局部區域發生激射而出的烈焰，稱為閃焰。 閃焰噴發出大量高速帶電粒子，當它們到達地球時，會衝擊地球磁場，引發磁暴現象使無線電通訊受干擾，甚至供電中斷。

太陽風和宇宙射線 太陽風：閃焰噴發時，日冕噴出的高速帶電粒子。 宇宙射線：太空中充斥的高能粒子，成分以游離的氫原子（也就是質子）為主，它們的速度接近光速 。 宇宙射線與太陽風具有強大破壞力，由於地球有大氣層與本身磁場的保護，使生物仍得以欣欣向榮。

距離單位: 日離地距離1 AU ：約1億5000萬公里，這個距離定義為一個天文單位（或稱為1 AU）。 1秒差距=3.26光年(恆星間) 光年===(恆星間用) 太陽照度和距離平方成反比 木星和太陽的距離為5.2AU其照度相當4% (5.2) 2×A=100%×1 A=4% 1秒差距__________1光年_____1 AU

4-2有組織的太陽系 小行星帶 資料來源：David H. Levy，1996，Sky Watching，Time-Life Books, Time Life Inc.,，P.27。  

行星的運動 行星的公轉軌道約略都集中在黃道面，軌道多為近乎圓形的橢圓。 從北極上空俯視，大多數行星及衛星的公轉與自轉都是逆時鐘方向，且自轉軸大致垂直於軌道面。 地球、月球、隕石等天體年紀都在46億年左右，估計太陽的年紀也大約如此，顯示太陽系成員大約是同時間、在同一個環境中所形成。

行星公轉的軌道面

類地與類木行星p:55 種類 成員 距日 軌道 表面溫度 體積 質量 密度 主要成分 衛星數 行星環 類地行星 水星 金星 地球 火星 近 較接近 高 小 固體 岩石金屬 少或無 無 類木行星 木星 土星 天王星 海王星 遠 較疏遠 低 大 氣體 多 有

太陽系 8大行星 水 火 太陽系形成機制 木 天 海

類地行星 體積小 密度大 岩石外殼 衛星少(0~1)

類木行星和冥王星 海王星 木星Saturn 冥王星（矮行星） 體積大 密度小 氣或液態外殼 衛星多 土星Jupiter 天王星Uranus

水 星（晨星；昏星 古代稱辰星） 離太陽最近，沒有大氣，並佈滿隕石坑。 日夜溫差達６００℃ 水星小檔案: 赤道半徑2440km (公里) 水 星（晨星；昏星　　古代稱辰星） 離太陽最近，沒有大氣，並佈滿隕石坑。 日夜溫差達６００℃ 水星小檔案: 　 赤道半徑2440km (公里) 表面溫度-170~430 (度) 自轉方向順時針 自轉週期58.65日 公轉週期 88.97日 衛星數0

金 星 (自轉:由東向西;度日如年) 主要成分：外表為濃密的大氣 二氧化碳，大氣壓力高達地球表面的90倍。 主要成分：外表為濃密的大氣　二氧化碳，大氣壓力高達地球表面的90倍。 金星表面被一層黃色厚厚大氣所掩蓋，看不到表面的狀況，也沒有像地球一樣的藍色海洋，只有一層層倒V狀的帶狀雲，由於金星的大氣太濃厚了，由望遠鏡無法得知其表面的概況 ，因此前蘇聯發射了探測船貝內拉(Venera) 9號與貝內拉10號，在1975年對金星地表做了探測的活動，也揭開了金星地表的秘密 。 公轉方向和其他相同但自轉相反，自北方高空俯視金星是順時針自轉。 古代稱：太白（金）星 太白於清晨出現於東方而稱啟明；黃昏出現於西方稱長庚

火 星 直徑：地球的一半 外觀：偏紅色的為地面與大氣中的氧化鐵 南、北兩極有極冠：水冰及乾冰覆蓋。 大氣壓力約0.01atm，絕大部份為二氧化碳。 自轉軸傾斜２５°故一年四季四季分明。 南、北極有水冰及乾冰覆蓋極冠。 火 星

木 星(大哥大;大胖子) 成份:氣体組成(氫、氦，但質量不夠大，故中心無法進行核反應)。 外表:橙紅色的外觀(大紅斑)來自大氣中的硫化物。 快速自轉（一周不到10小時）:產生了平行於赤道的雲帶及南北稍扁的形狀。 大紅斑:劇烈的風暴，相當於　2、3個地球的大小。

木星的衛星 龐大的木星有六十幾顆衛星，使用小型望遠鏡可看見其中較大的四顆，稱為「伽利略衛星」。

土 星(老二;密度為水的0.７倍;距離太陽:9.5AU) 外表最大的特色：美麗炫目的光環　由數公釐至數十公尺的碎石及小冰體組成。 土星幾乎全由氣體組成，因此密度非常小，是8大行星中密度最低的行星。 土星是一顆十分特別的行星，擁有令人讚嘆不以的土星環，而土星本體的外表，則像是一個木紋球。由於土星大部分由氣體組成，加上高速的旋轉，外觀上是一顆扁平行星。其赤道半徑以及兩極之間的距離相差10%，是類木行星中最 "扁" 的一顆。

土 星 土星環並非平行於黃道面，繞日公轉時，其光環便以不同角度面對地球。

天王星（亮度恰在視力可觀極限，但在望遠鏡發現後才被發現。） 大氣主要：氫、氦及甲烷。甲烷吸收陽光中的紅、黃波段，使天王星外觀呈藍綠色。 自轉軸(97.8度)幾乎平躺於公轉軌道上。

由紅外線可見其行星環的存在。 紅外線波段的天王星

天王星 總共有2５個衛星，其中五個比較大。最靠內側的米蘭達是最引人注意的大衛星。這個衛星半徑雖然只有２５０公里左右，但其表面遍佈著似乎被某種東西劃過的巨大地形。以及深達２０公里的溝渠。 直徑寬達１６１０公里的天王星最大衛星泰塔尼亞

海王星（質量及体積皆和天王星相當;共擁有13顆衛星，最大的衛星特里頓是一個很特殊的天體） 以氣體為主要成份;大氣中甲烷的影響，使表面呈現藍綠色。 最大的衛星特里頓:公轉方向和海王星的自轉方向相反，屬於逆行衛星。就和地球和月亮一樣，特里頓也始終以同一面朝向海王星。衛星之中，發現擁有大氣的只有特里頓和土星的衛星泰坦。特里頓大氣的主要成份是氮，而且含有微量的甲烷。 在海王星表面的南緯２２度，有的類似木星大紅斑及土星大白斑的蛋型漩渦，以大約１６天的週期一反時鐘方向旋轉，稱為『大暗斑』。 大暗斑每１８. ３小時左右繞行海王星一圈，比海王星的自轉週期還要長，因此導致大暗斑附近的緯度吹著秒速３００公尺的強烈西風。

冥王星 其比月球還小且已由行星降為矮行星 繞行軌道為狹長的橢圓，使冥王星有時比海王星接近太陽。另其公轉軌道面與黃道面有明顯夾角。

4-2.1月球正面p:55 月球公轉、自轉週期相同，因此月亮永遠以同一面對著地球。 月海：月表上較暗的區域，年齡較高地（較亮區域）輕，為火山噴發的熔岩往低處流動，覆蓋隕石坑形成。 由月球岩石樣本知：月海岩石為火山岩，王和高地比起來年齡較輕。 直徑約為地球１／４，質量約為地球的１％，其引力會牽制地球的潮汐。

月球背面 較無高地與低地的差別，但因永遠向外，飽受隕石撞擊，故佈滿隕石坑。

小行星帶 位於火星和木星軌道間 大行星的預訂位置，但並無形成，只留碎片 受木星重力場，無法形成較大行星 代表穀神星 Ceres 隨與太陽距離不同，組成成份有所不同 (以岩石&金屬為主) 目前編號已到九千多 鹿林一號 (台灣史上頭一遭) 小行星帶

小行星 成分為岩石及金屬，散佈自火星與木星之間，形成小行星帶。 形狀多不規則，大小只有幾公里，少數幾個直大於幾百公里，呈球體。

彗星 彗核為鬆散的冰及灰塵。 彗核易揮發物質昇華形成的塵氣，稱為彗髮。 彗尾只有接近太陽時才產生，且指向背向太陽的一方。 哈雷彗星的核

流星雨 彗星在散佈在軌道的冰石殘渣，受地球重力吸引，進入大氣，形成流星雨的現象。

下列(1)、(2)、(3)、(4)四張圖，為某一彗星行經太陽附近，及其彗尾方向的示意圖，請依此回答(1)～(2)題。 （　）(1)試問哪張圖所示彗尾的方向才是正確的？　(A)1　(B)2　(C)3　(D)4。 （　）(2)彗尾的種類有哪些？（應選二項）　(A)重力尾　(B)離子尾　(C)塵埃尾　(D)掃帚尾。 【解答】：(1)B(2)B、C

http://residence.educities.edu.tw/listeve/Htm/Space/earth.htm 補充: 「月球的誕生?」 月球的成因目前最有力的說法是撞擊說- 內容:在地球剛形成時，有一個火星大小的行星撞擊地球，造成地球部分地函物質離開地球，撞擊後約1個月後即在外形成原始月球. 這也說明了月球的密度為什麼較地球低許多. 在日本有許多利用電腦模擬的實驗，模擬的結果支持這個假設. 下為日本的模擬實驗所呈現的月球產生過程。 http://yso.mtk.nao.ac.jp/~kokubo/moon/kit/movie.html 月球也是目前(2001年)，人類除了地球以外，曾經踏上過的另一塊土地. 月球很大 月球引力對地球引發的潮汐作用很強. 目前月球與地球仍未達到平衡，月球會漸漸遠離地球，而地球的自轉也會漸漸的慢下來. 直到月球繞地球的時間為一周五十五天，地球自轉一周也是五十五天時，才會達到平衡.

得天獨厚的地球 地球因為與太陽距離適中，水得以液態存在，造就了適合生命發展的有利環境。 比較接近太陽的金星具有濃厚的大氣層，由於強烈的溫室效應，使得金星成為行星當中表面溫度最高者。 比地球距離太陽遠的火星則大氣稀薄，表面沒有液態水，不利生命的發展。

人站著和地平面成90 ° 北極星恒在北方

北極星星光垂直向下且和赤道成90 °，也和緯度線成90 ° 周日運度 指地球的自轉 看北極星的仰角=人所在的緯度 北極星星光垂直向下且和赤道成90 °，也和緯度線成90 °

東 北方仰角90。 北方仰角0。 北方仰角40。 90-緯度=星的軌跡與地平夾角 90-90度 90-0度 90-40度 ＝0 ＝90 50° 東 北方仰角90。 北方仰角0。 北方仰角40。 90-緯度=星的軌跡與地平夾角 90-90度 90-0度 90-40度 ＝0 ＝90 ＝50 自東向西 平行地平 自東向西 垂直地平 自東向西 與地平夾50°

地球公轉時每個月所見的星象 相隔半年，夜間的星空會有不同的星座出現 天狼星要在同一時間出現在天空的同一位置 需等多久？ 一年

恆星的周年運動 造成原因： 地球的公轉 地球上看恆星 恆星需要多久 回到相同位置 定義： 除了北極星以外，星座每天越來越早升起，季節不同出現的星座也不同 造成原因： 地球的公轉 地球上看恆星 恆星需要多久 回到相同位置

一天的變化 χ=4分 2 1 ∠1=地球每天 公轉角度 ∠1=∠2=1° =地球再多轉1° 每天提早 Ａｍ １１：？？ Am 11：56 Ｐｍ11：56 2 Ａｍ １２：００ 1 Ａｍ １２：００ Ｐｍ １２：００ ∠1=地球每天 公轉角度 ∠1=∠2=1° =地球再多轉1° χ=4分 每天提早

一個月的變化 恆星每天提早 4分鐘升起 4 分 × 30 =120 分 =２小時 恆星每月提早 2小時升起 22：00 0：00 0：00

恆星的周日運動 地球的自轉造成星移動 恆星的周年運動 地球的公轉造成星移動

9月1日晚上7：00在東方地平線仰角20°有一顆A星，回答下列問題？

9月1日晚上7：00在東方地平線仰角20°有一顆A星，回答下列問題？ ★ 恆星在天空15°╱hr ★ 15°╱hr × 3hr = 45° 移動了45° 45°＋20° = 65° 位於東方仰角65° 位於中天偏東25°

9月1日晚上7：00在東方地平線仰角20°有一顆A星，回答下列問題？ ★ 恆星在天空30°╱月 ★ 30°╱月 × 2月 = 60° 移動了60° 60°＋20° = 80° 位於東方仰角80° 位於中天偏東10°

9月1日晚上7：00在東方地平線仰角20°有一顆A星，回答下列問題？ ★ 恆星在天空30°╱月 ★ 30°╱月 × 1月 = 30° 恆星在天空15°╱hr 移動了60° 15°╱hr × 2hr = 30° 位於東方仰角80° 30°＋30°＋20° = 80° 位於中天偏東10°

9月1日晚上7：00在東方地平線仰角20°有一顆A星，回答下列問題？ ★ 30°╱月 × 1月 = 30° 15°╱hr × 3hr = 45° ★ 恆星在天空1°╱天 移動了81° 1°╱天 × 6天 = 6° 位於東方仰角101° 位於中天偏西11° 30°＋45°＋6°＋20°=101°

１關於隕石的成因，下列哪個原因是錯誤的？　(A)太空船在太空所遺留下來的太空垃圾，受地球重力吸引而墜落　(B)位於火星與木星之間小行星帶的小行星，受到地球引力的影響而墜落地球　(C)奧特雲所產生的彗星撞擊地球　(D)未燃燒完的流星。 【解答】：A 【解析】太空垃圾不屬於隕石。 ２依據哪一現象來推測月球上的隕石坑比地球多？　(A)位於流星群運動軌道上　(B)月球的引力比地球大　(C)月球沒有大氣層保護　(D)月球的形成歷史比地球久　(E)月球是地球的守護者。【解答】：C ３下列五大行星中，誰的溫室效應最弱？　(A)水星　(B)金星　(C)火星　(D)地球　(E)木星。【解答】：A ４藉由觀測獲得甲星的三角視差為8秒差距，甲星與地球的距離約為26光年。現測得某星的三角視差為24秒差距，則該星與地球之間的距離約為多少光年？(A)8光年(B)24光年(C)26光年　(D)50光年(E)78光年。【88學測】 ５星際氣體成分主要為(A)氮(B)氨(C)氧　(D)氫。【嘉義高中】 ６在太陽系範圍內之天體距離，常使用哪一單位？　(A)光年　(B)公尺　(C)天文單位（A.U.）　(D)秒差距（P.C.）【嘉義高中】目前人類的足跡可達到哪一外星球？　(A)月球　(B)火星　(C)金星　(D)土星。【西松高中】 ７下列有關太陽系的敘述，何者正確？　(A)木星、土星、天王星、海王星、冥王星均為類木行星，由氣體構成　(B)小行星帶介於木星和土星之間　(C)大部分彗星密集於太陽系的邊緣稱為歐特雲的地方　(D)大部分的彗星停留在天王星軌道附近的柯伊伯帶雲氣內。【成功高中】

來自外太空的電磁波，包括無線電波 、紅外線、可見光、紫外線、 X- 射線、γ - 射線  因地球大氣選擇性吸收 ,  如波長＞1 公尺以上的電磁波：為電離 層電子所反射。 紅外線 ( IR ) ： 為 H2O 與二氧化碳分子所吸收。 紫外線(UV)：為臭 氧層之 O3  吸收。 X- 光與 γ-射線：氧與 氮等空氣分子吸收。 只有可見光與 無線電波得以傳抵海平面， 這兩個波段就是地面天文觀測的大氣視窗 位於大 部份水氣之上 的高山，除可見光 與無線電波外， 另可做紅外線天文觀測。 世界著名的天文台 皆建於高山之上>

1、太陽風的主要組成為　(A)質子、電子等帶電粒子　(B)氫氣、氦氣　(C)氮氣、氧氣　(D)氨、甲烷。

下列關於太陽閃焰的描述，何者錯誤？　(A) 為太陽磁場劇烈擾動的結果，多出現在黑子群附近　(B) 亦是造成地球上流星雨的主要原因　(C)閃焰的劇烈活動曾造成衛星的損害、地球上電力設施受損，甚至會影響到地球的氣候　(D)閃焰噴出的高能離子與電子到達地球時，可引起南、北極附近的極光現象