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衛星- 窺探但帶來便利 授課老師：陳建隆 人造衛星 人造衛星就是繞著地球運轉的人造物體，以適當的速度在適當的高空上飛行 太慢了會掉下來，太快了又會飛離地球。 以用途區分，可分為 氣象衛星 地球資源衛星 通訊衛星 導航衛星 偵察（軍事）衛星 依飛行方式，可分為 繞極軌道衛星 (Polar Orbiting Satellite) 地球同步衛星 (Geostationary Satellite) 地球同步衛星(Geostationary Satellite) 地球同步衛星在赤道上方約36000公里的高空，繞著地球赤道由西向東轉的，因為衛星繞地球的公轉速度與地球約每二十四小時自轉一週的速度相等所以稱為「地球同步」，又因為從地面看來是固定不動的，所以又有人稱它為「地球靜止」衛星。例如日本的MTSAT衛星，相對於地球的位置固定在東經140度附近 同步衛星的高度可透過克普勒(J. Kepler)第三定律H + E = R = AP2/3來計算，其中周期P = 0.99727，比例常數A = 42241，地球半徑Er = 6378公里，故可算出同步衛星的高度為H = 35,786公里。 同步衛星的優點 是使用者只要對準人造衛星就可進行溝通而不必再追蹤衛星的軌跡 同步衛星的缺點 空間有高度的限制、因距離太遠造成電波傳遞時間的遲延，例如同步衛星約需要250ms(= 2*3.5*104/3*105)的傳遞時間及因距離太遠造成電波傳遞的功率要相當大。 同步衛星地球全景雲圖涵蓋的範圍 依據地球同步衛星所在的位置而定，以MTSAT-1R 衛星為例，它的位置約在東經140赤道上空約35800公里高，涵蓋範圍包括整個西太平洋、台灣、日本、韓國、菲律賓、澳洲、紐西蘭、印度、馬來西亞、中南半島及中國大陸，約佔地球表面積的四分之一。 克普勒 約翰內斯·克普勒 德語：Johannes Kepler 1571年12月27日~1630年11月15日 德國天文學家、數學家，克普勒定律的發現者。 他為自己撰寫的墓誌銘是：「我曾測天高，今欲量地深。我的靈魂來自上天，凡俗肉體歸於此地。」 克普勒 克普勒接受了並發展了哥白尼的天體貴賤觀，認為太陽是宇宙的統治者，行星各依其軌道環繞太陽而行。行星運動三定律的發現為經典天文學奠定了基石，促成了數十年後萬有引力定律的發現。 克普勒也是近代光學的奠基者，並指出光的強度和光源的距離的平方成反比。闡述了近代望遠鏡理論，他把伽里略望遠鏡的凹透鏡目鏡改成小凸透鏡，這種望遠鏡被稱為克普勒望遠鏡。 克普勒定律(Keplers laws) 克普勒定律為描述太陽系中行星運行的定律 行星運動定律與萬有引力定律 十七世紀初，Kepler 提出行星運動三大定律，使西方天文學起了巨大的改變。十七世紀下半，Newton 提出了他自己的運動定律及萬有引力定律，並且證明在適當的條件下，Kepler 行星運動定律與萬有引力定律是可以互導的 克普勒的崛起 1601年 Kepler 接替著名的天文學家 Tycho Brahe（1546～1601年），成為神聖羅馬帝國的宮廷數學家。 Kepler 不但接替了 Brahe(布拉赫)的職位，而且繼承了他幾十年的星象紀錄（望遠鏡發明前最精確的紀錄） 克普勒定律(Keplers laws) 克普勒行星運動定律 Kepler 仔細核算這些紀錄，設想行星運動種種可能的軌道，經過多年的努力，終於在1609年發表他的頭兩條運動定律，然後再經過十年的努力，於1619年發表第三運動定律。 這三條定律將太陽系用數學結成一體，使 Copernicus (哥白尼)的太陽中心說得以確立，使天文學在定性定量兩方面都進入了新紀元。 克普勒三大定律 第一定律（軌道論） : 所有的行星運行軌道為橢圓形，以太陽居其一焦點 第二定律（面積論） : 如果我們將太陽到行星之間連接一條線，在等長的時間內掃過相同的面積 第三定律（周期論） : 行星繞行太陽一周所需要的運動週期(T)和行星與太陽的距離(半長軸R)有直接的關係. T2/R3= 常數 圖示遵守克卜勒行星運動定律的兩個行星軌道與。 (1) 第一個行星的橢圓軌道焦點是f1與f2，第二個行星的橢圓軌道焦點是f1與f3。太陽的位置是在點f1。 (2) A1 與 A2 是兩個面積相等的陰影區域。太陽與第一個行星的連線，掃過這兩個陰影區域，所需的時間相等。(3) 各個行星繞太陽公轉周期的比率為a13/2`:a23/2；這裡，a1 與a2 分別為第一個行星與第二個行星的半長軸長度 太陽系行星運行資料 八大行星 冥王星 太陽系最遠的一顆行星，以平均59億公里的距離環繞太陽，軌道也與其他8行星很不同，是偏離率很大的橢圓形，環繞太陽一周需要247.9地球年，表面溫度估計只有攝氏零下210到23