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元素總量母子

剩餘母元素

)( +

基礎地科(上) 第 1~2 章 補充資料

1-2 班級: 座號: 姓名:

化石

1. 標準(指標)化石：古代生物在地史上有特定出現時間、可以推測岩層沉積時代者。

2. 重要的標準化石：古生代－三葉蟲；中生代－恐龍、菊石；新生代－長毛象、貨幣蟲。

3. 標準化石的特性：演化速度快、生存期限短、分布範圍廣、個體數量多、特徵明顯易

鑑定（前二者取其時間需求、後三者取其應用需求）。

4. 地層對比：比較兩地的地層剖面，以了解兩地沈積的關係。包括岩層性質（岩石種類、

特徵）、化石或化石群、地質構造（褶皺、斷層）的對比。從地層的對比可以瞭解地

球環境(海陸分布、環境、氣候…)的歷史變遷。

5. 地層對比實例：由下圖中甲、乙兩地區地層中所含化石群的比對，可知乙地區缺少 B、C 兩層，可推測乙地在 B、C 地層形成期間環境發生了明顯變動。

放射性元素定年法

1. 放射性元素（母元素）隨時間會變成其他元素（子元素）。 2. 母元素原子數蛻變一半所需的時間為固定，稱為『半衰期』。 3. 任一時間(母元素＋子元素)總量為固定不變(100%) 4. 比較母元素與子元素的量，可決定岩石生成的年齡。 5. 推算：

＝ 1/2 →岩石年紀為 1 個半衰期

＝ 1/4 →岩石年紀為 2 個半衰期

….依此類推

→岩石年紀為 X 個半衰期

(X 為正數)

X

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

21

◎圖：由化石群的分布來

推斷相對應的岩層，甲地

A層、D層分別和乙地ㄅ

層、ㄆ層含有相同種的貝

類化石群，所以它們是屬

於同一年代的岩層

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1-4

碳循環

1. 碳循環－自然界的碳以不同形式儲存於四大圈中，透過各個作用過程，交換彼此碳儲量的循環作用。

2. 岩石圈的碳儲量最多，大氣圈的碳儲量最少，最易受碳通量的變化而影響。 3. 循環過程示例(一部分)：

＊火山噴發或生物呼吸作用及其死亡後的腐爛、分解作用釋出 CO2 到大氣中

→植物吸收(進入生物圈)、雨水沖刷(進入水圈)…減少大氣中的 CO2

→CO2 在雨水及土壤中作用，酸腐蝕岩石，CO2 被轉化為碳酸盬(進入岩石圈)

→溶解的碳酸盬進入河川、大海(進入水圈)

→溶解的碳被海中珊瑚等生物消耗(進入生物圈) →回到＊

→生物死後在海床堆積、成為石灰岩(進入岩石圈)

→岩石被埋到深處因高溫(板塊運動)分解(釋出 CO2 到大氣中) →回到＊

地表反照率

1. 反照率：入射地球大氣層的陽光被物體表面反射的百分比 2. 雪地的反照率約 85~90％；草地約 2~25％ 3. 反照率越低，吸收的太陽能越多

地球系統

1. 地球系統中任一組成發生變化，就會引發回饋(自我調節)機制，以維持穩定平衡。 2. 地球的平衡機制需時間運作，若環境改變太快，平衡將暫時失調，可能對生命造成

重大衝擊。

3. 每一種自然環境都有一定的彈性恢復能力。人類只要在環境承載力的條件下合理適度的發展，同時又積極的保護環境並維持生態平衡，即可以達到永續發展的目標 。

第 2 章

2-1

1. 行星的溫度與顏色：行星距日愈近、溫室氣體愈多者表面溫度較高，自轉週期愈慢、溫室氣體愈少者晝夜溫差較大；行星的顏色則和組成(反射太陽光)有關。

2. 大氣會吸收許多來自天體的電磁波，只允許可見光和部分波段的無線電波幾乎完全穿透、及少許紅外線和微波可部分穿透(抵達高海拔地區)。

3. 磁層和大氣層是地球的兩大保護層。磁層主要阻擋太陽風和宇宙射線等高能帶電粒子，大氣層則主要阻隔大部分危險的電磁波輻射及減弱小天體的衝擊。

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2-2

天球座標

1. 天球：一個假想的圓球形天空，以觀測者為中心，所有遠近不同的星體均可投影在這大圓球上，以赤經、赤緯表示其位置。

2. 天球赤道：地球赤道向天球延伸，和天球相交的一個想像大圓。

3. 赤經：沿著天球赤道，以春分點為零點，向東劃分成 24 小時的座標單位，

以時、分、秒表示之。

4. 赤緯：以天球赤道為零度，向天球北極與南極分別劃分成正、負 90 度的座標

單位。

5. 遙遠的恆星在天球上只有一個座標，太陽因距地球太近和地球間有明顯相對

運動，在天球上的座標每天不同，而形

成所謂的黃道。

6. (天球)黃道 ：太陽在天球上移動的視軌跡。黃道面與赤道面交角為 23.5 度。 7. 春(秋)分點：黃道與赤道的升(降)交點，(即太陽直射赤道時)。 8. 夏(冬)至點：黃道緯度最北(南)點，(即太陽直射北、南緯 23.5 度時)。

不同緯度觀測者所見的星空

1. 不同緯度的觀測者因立足地平方向不同，所看到星空的範圍、星球在

天空中的仰角位置及其視運動軌道

各有不同。

2. 天北(南)極(或北極星)的仰角等於觀測者所在的緯度 (下圖)。

3. 緯度愈低可見到(不同時間累積)的星空範圍愈大。赤道可見星空範圍

最大，愈往兩極愈小(右圖)。

4. 赤道的人一年中可見 全天 球星空，北(南)極的人僅可見北(南)半天

的星空。

5. 台灣地區可見的星座為 84 個。

▲ 天球-地球側視圖：說明不同緯度觀測者因地平線方向不同致所見星空範圍不同

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不同緯度的觀測者所看到的星空範圍、星球的仰角位置及其視運動軌跡(下圖)

1. 星球的視運動軌道(面)方向＝緯度線方向＝垂直 自轉軸。 2. 恆星視運動軌道面和地平的交角＝ 90o ± 觀測緯度。 (銳角用減，鈍角用加) 3. 赤道的人所見星球的視運動軌跡：垂直 地平面東升西落。 4. 兩極的人所見星球的視運動軌跡：平行 地平面由東向西轉。 5. 在北半球觀測，可見天北極(地球自轉軸北端)在地平面以上，看不到天南極(因在地

平面以下)；南半球則相反(畫面中若可找到北方的極軸在地平面以上即可判斷觀測

位置在北半球，反之為南半球)。且天北/南極的仰角=觀測者所在緯度。

▲星星(或太陽)的視運動軌跡(面)和地平(面)的交角等於 (90o ＋ψ) 或 θ ， θ＝ 90 o －ψ， ψ＝天北極仰角＝觀測緯度， ∴星星(或太陽)的視運動軌跡(面)和地平(面)的交角 ＝ 90o ± 觀測緯度 (銳角用減，鈍角用加) (同理可應用至南半球)

▲不同緯度所見的星空

←↑▲ 北極星的仰角等於觀測者所在的緯度說明圖

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基礎地科(上) 第 1~2 章 補充資料

班級: 座號: 姓名:

台灣(中緯度)地區所見太陽四季的軌跡

1. 同一地所見遙遠恆星的運動軌跡不隨季節改變，但太陽因距地球太近(在天球上的位

置每天不同)每天所見軌跡不同。

2. 春(秋)分－太陽直射赤道(正東西)：正東方升起，正西方落下。

3. 夏至－太陽直射北緯 23.5 度：東偏北 23.5度升起，西偏北 23.5 度落下。

4. 冬至－太陽直射南緯 23.5 度：東偏南 23.5度升起，西偏南 23.5 度落下。

◎不同緯度太陽四季的升落方位均同上(視覺上會感覺有點不同)，僅視軌跡面和地平面

的交角(＝ 90o ± 觀測緯度)及正午時天頂角(=|觀測緯度－太陽直射緯度|。緯度在北半球

用正、南半球用負數)不同。

◎方位判斷：

1. 面東(看日升)：右南左北 2. 面西(看日落)：右北左南 3. 面南：右西左東 4. 面北：右東左西

地平座標

1. 地平座標：以觀測者所在的地平面(隨緯度而不同)為參考面，來描述天體位置的方法。一般以「方位」和

「仰角」 來描述天體在觀測者所見天空(因緯度不同

而不同)中位置的座標。

2. 仰角：天體與地平的交角(如右圖)。 3. 天頂：觀測者頭頂的天空位置(仰角 90 度)。 4. 天頂角：星體與天頂的交角(＝90 度－仰角)。 5. 子午線：連接天球南北極、經觀測者所在天頂的經線。

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▲ 地平座標說明圖 ▲ 地平座標投影於平面時(星座盤上頁)

星座盤操作練習

1. 星座盤(內盤)的中心點(天北極位於 座的 ______星附近，所有的星看起來繞它轉動。

2. 星座盤的外盤有一橢圓窗口代表觀測者所見天空，橢圓窗框(邊線)代表________。 3. 國曆 12 月 1 日子夜零時，最接近天頂的一等星是 座的 星；

最接近東方地平線的一等星是 座的__ _____星。

4. 10 月 1 日晚上 12 點時，仙后座出現在何處 ___方(方位)、仰角約 度的天空。 5. 獵戶座參宿四星在 12 月 1 日大約 時由東方地平線升起， 時過中天（通

過頭頂附近）， 時落到西方地平線以下。

6. 織女星在 7 月 1 日、8 月 1 日、9 月 1 日通過子午線的時間分別為： 、 、 。

7. 由操作練習 5.可知，星座盤上的恆星繞北極星轉動的方向為何？平均每小時轉動多少度？ 這樣的運動現象主要是什麼原因所造成？

答：

8. 由操作 6.可推算出，同一地點觀測的人，每相隔一天，同一顆恆星出現在同一位置，會提前或延後約幾分鐘? 這樣的運動現象主要是什麼原因所造成？

答：

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恆星的亮度

1. 亮度(I=照度):一定距離外單位時間單位面積所接收到光源的能量，與發光體的光度成正

比、距離平方成反比(右圖)。

2. 星等：亮度的表示方法 (1) 視星等：不考慮距離因素，以觀測者所

看到的星球亮度強弱分級，星等數字愈

小愈亮，視星等差一等，亮度比約為

2.512 倍。

(2) 絕對星等：將所有星星放到 32.6 光年處來比較其亮度(仍使用星等分級，星等差一等，亮度比約為 2.512 倍)。可代表恆星的發光能力 (光度)。

【星等劃分的說明】古人將天上可見最亮與最暗的星星亮度分為六個等級（1～6 等），

星星愈亮，星等的數字愈小，今以儀器測量，發現 1 等星比 6 等星亮 100 倍左右，若

1~6 等星的亮度分別表示為Ι1,Ι2,Ι3,Ι4,Ι5,Ι6 則：

→星等差 1 等，亮度比 2.512 倍 →星等差 5 等，亮度比 = (2.512)5 = 100 倍

→星等差 4 等，亮度比 = (2.512)4 =100÷2.512≒ 40

公式：a 等星的亮度約為 b 等星的 (2.5)b-a

倍。

2-3

1. 宇宙組織由大到小(平均總質量或空間尺度) ：宇宙＞超星系團＞星系團＞星系＞星團-星雲＞恆星＞行星＞衛星。

2. 地球上可清楚看到的個別恆星(或星座) 、星團及星雲均為我們銀河系內的天體