A-level 物理 (高階物理) / 大型單位

太空中的距離非常大，我們需要一些非常大的單位來描述它們。

光年

光年是指光在一年的時間裡傳播的距離。光速是恆定的 (3 x 10⁸ms⁻¹)，所以 1 光年是

$3\times 10^{8}\times 365.24\times 24\times 60\times 60\approx 9.46\times 10^{15}{\mbox{ m}}$

光秒、光分、光時和光日使用較少，但可以透過類似的方式計算。

天文單位

1 個天文單位 (用 AU 表示) 是地球到太陽的平均距離。這大約是 150 x 10⁹m。

秒差距

度可以分為分和秒。1 度有 60 分，1 分有 60 秒。這意味著 1 秒是 ¹/₃₆₀₀ 度。度用 ° 表示，分用 ' 表示，秒用 " 表示。秒差距的定義使用了簡化的 三角測量 方法。它假設地球軌道平面的垂線經過太陽和天體。如果地球到天體連線的角度為 1 弧秒 (1/3600 度)，則從太陽到這個天體的距離為 1 秒差距。這給了我們以下直角三角形 (地球到太陽的距離為 1 AU)

$\tan {1''}=\tan {\left({\frac {1}{3600}}^{\circ }\right)}=4.85\times 10^{-6}={\frac {1}{\mbox{parsec}}}$

因此，1 秒差距等於 206,265 個天文單位。

問題

1. 1 秒差距等於多少米？

2. 將 3 個光日轉換為公里。

3. 將 5.5 秒差距轉換為光年。

4. 從地球軌道的兩側觀察，經過太陽的地球軌道平面的垂線上的一顆恆星的角度差為 0.1°。這顆恆星距離我們多少秒差距？

解答