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 海水為什麼是藍色的?
天空為什麼是藍色的？
潮汐現象的原理？
夜空為什麼漆黑一片？
宇宙有沒有邊?
為什麼光速不是無限的？
引力的速度是否與光的速度相同？
第一宇宙速度是多少？
看太空梭遨遊太空的影片時為何見不到星星？
科學真正含義？
什麼是偽科學？
小行星是如何命名的？
火在太空失重狀態下如何燃燒？
如何確定太陽系在銀河系中的位置？
如何計算行星的重量？
宇宙中大約有多少顆星球？
人能夠作穿越時間的旅行嗎？
如果太陽的亮度減弱1％，會對地球產生什麼影響？
太陽周圍為何會出現顏色像彩虹的光環？
行星是否會改變位置？
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Q:
海水為什麼是藍色的?
A:
舀一勺海水看看，海水既不是藍色的，也不是白色的，海水就像自來水一樣，是無色透明的。是誰給大海塗上了顏色呢？這是太陽光變的戲法。 太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的光組成的。當太陽光照射到大海上，紅光、橙光這些波長較長的光，能繞過一切阻礙，勇往直前。它們在前進的過程中，不斷被海水和海裏的生物所吸收。而像藍光、紫光這些波長較短的光，雖然也有一部分被海水和海藻等吸收，但是大部分一遇到海水的阻礙就紛紛散射到周圍去了，或者乾脆被反射回來了。我們看到的就是這部分被散射或被反射出來的光。海水越深，被散射和反射的藍光就越多，所以，大海看上去總是碧藍碧藍的。
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Q:
天空為什麼是藍色的？
A:
我們知道，地球表面包圍著一層空氣。空氣中含有許多微小的塵埃、冰晶、水滴等。當太陽光（看上去是束白光，實際上它是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等有色光線組成）通過空氣時，波長較長的紅色光透射力最大（其次是橙、黃色光），它能透過大氣中的微粒射向地面；而波長較短的藍、紫、靛等色光，很容易被懸浮在空氣中的微粒向四面八方散射開來，使天空呈現出蔚藍色。
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Q:
潮汐現象的原理？
A:世界上大多數地方的海水每天都有2次漲落。白天海水上漲，叫做"潮"；晚上海水上漲，叫做"汐"。平時把潮和汐都叫做"潮"。 引起潮汐的原因主要是由於受月球的"引潮力"引起的。這個引潮力是月球對地面的引力，加上地球、月球轉動時的慣性離心力所形成的合力。 當月球處在地球某點（A點）上空時，該點上受到的月球引力最大，對應該點上地球對側的一點（B點）的引力最小．因此此時這兩處的引潮力都最大，而且都是垂直于地面向上的，所以這兩點的海水上漲，出現了"漲潮"；而AB兩點中間的地球上另外兩點C點和D點的海水則向A、B兩點流去、出現了"落潮"。同樣道理，當月球移到C點或D點的上空時，C點和D點就出現漲潮，而在A點和B點發生落潮。 地球每天自轉1周。一天之內，地球上任何一個地方總有1次向著月球，1次背著月球，所以地球上絕大部分地方的海水，每天總有2次漲潮和2次落潮，這種潮稱為半日潮。而有一些地方，由於一些局部地區性的原因，在一天之內只出現1次高潮和l次低潮，這種潮稱為全日潮。 不但月球能對地球產生引潮力。而且太陽也能產生引潮力，雖然比月球的要小一些，只有月球引潮力的5／11．但當它和月球的引潮力疊加在一起的時候，就能推波助瀾，使潮水漲得更高。每月的朔（農曆初一）和望（一般是農曆十五，有時候是十六，甚至是十七）的日子裏，月球、地球和太陽在一條直線上，那時月球和太陽的引潮力加在一起，力量就特別大，出現大潮；在上弦月（農曆初七、初八）和下弦月（農曆廿二、廿三）的時候，月球，地球和太陽不在一條直線上，而成了一個90度的角，太陽的引潮力抵消了一部分月球的引潮力，所以出現小潮。
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Q:
夜空為什麼漆黑一片？
A:我們可以看到夜空中佈滿星星，那麼所有星星發出的亮光加起來為何不能把夜空照亮？德國物理學家奧伯斯1823年就提出了這個難題：如果宇宙無限大，而且佈滿了恒星或星系，夜空應當是明亮的。但是，實際情況卻不是這樣。 天文學家多年來一直試圖對這個稱之為"奧伯斯佯謬"的問題作出解釋。一種解釋是：恒星或星系之間的塵埃擋住了遙遠星體發出的光，從而使夜空看上去漆黑一片。但實際上，塵埃經過光的照射會增溫，變得同光源一樣明亮。另一種解釋認為，遙遠星系的紅移使光從可見範圍變成不可見的紅外光。如果這個解釋能夠站得住腳，那麼波長較短的紫外光也應當移到可見光範圍，而這種現象並沒有發生。 科學家們目前從兩個方面對"奧伯斯佯謬"作出解釋。第一，即使宇宙是無限大，但它並不是無限老。這一點非常重要，因為光是以每秒大約30萬公里的有限速度傳播。星體距離我們越遠，它發出的光到達我們這裏所需的時間就越長。第二，由於不同距離的星體發出的光到達地球所需的時間不一，因此我們決不可能同時看到位於不同距離的星體發出的光。要麼是距離最遙遠的星體發出的光還沒有到達地球，要麼是遙遠星體發出的光在到達地球的漫長過程中已被鄰近的物體消耗殆盡，因而夜空呈現出漆黑一片。
（因特網《科學美國人》文章）
Fido:
據我所知，在照極遠處的星體時，經常需要曝光很長一段時間，因為光線太弱，曝光時間就要長才能在底片上感光，不然就照不到遠處的星體啦！不過「類星體」雖然是遠在宇宙的邊緣，可是它發出極強的光，即使在地球上，它看起來就像一般的星星一樣亮，誰都想不到它其實位於宇宙邊緣。所以，或許類星體的研究能為我們解答一些迷惑:-)
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Q:
宇宙有沒有邊?
A:宇宙經過100多億年的膨脹，我們已無法知道宇宙的邊界在哪裡，至少現有的觀測手段無法知道宇宙的邊界，但經觀測我們已知道宇宙的年齡為100億~150億年。這樣就人類現有的知識來說，宇宙就是有限而無界的。所謂有限，指現在的宇宙在時間上是100億~150億年，空間上也膨脹了100億~150億年，所以是有限的；所謂無界，是指宇宙在不斷地膨脹，根本就不存在一個固定的邊界，現在找不到，將來也找不到，就是在宇宙的源頭，也不可能找到它的邊界。
Fido:「有限無界」另一說，就如同地球表面一樣的彎曲空間，它沒有邊界，卻是有限的（面積）。
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Q:
為什麼光速不是無限的？ A:精確的科學實驗結果表明，光的傳播速度並不是無限的，它的速度約為每秒3億米（30萬公里）。光速的奇特之處在於：光源與觀察者之間的相對速度並不影響光速的數值。 空間與時間必須混合在一起才能保持光速的恒定，從某種意義上來說，就是必須保持空間和時間的一致，儘管我們習慣用米衡量空間，而用秒衡量時間。但是，如果時間和空間相似到可以相互轉換的程度，那麼就需要有某種"常量"來轉化這兩種單位。也就是說，必須有某種能夠用米／秒來測量的東西，人們可以用以秒為單位的時間乘以這個"常量"得到以米為單位的空間。這個通用的轉換因素就是光的速度。光速之所以是有限的，原因很簡單：有限的空間對應的是有限的時間。
（因特網《科學美國人》文章） Top |
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Q:
引力的速度是否與光的速度相同？
A:從理論上來說，如果某個大質量加速（比如說，圍繞第二個質量運行），就會產生一種以光的速度向外擴散的引力波。但是，儘管科學家們已經作了一些令人感興趣的初步研究，但迄今尚未直接測到引力波，更不用說測定其速度了。 然而，科學家們通過觀察雙脈衝星的軌道變化獲得的間接證據表明，加速的質量能夠產生引力波。脈衝星沿著彼此交織的非常小的軌道快速運行。如果它們以引力輻射的形式放射出能量，就會完全按照預料的方式以螺旋形彼此圍繞著運行。 科學家們還獲得了充分的間接證據表明，引力波肯定是以光的速度行進。引力的大小隨著與某個質量的距離的平方反比變化而變化，這有力地表明，引力子（由兩個彼此吸引的質量交換的粒子）必定是零質量。據當前的物理學理論認為，像引力子這樣的無質量粒子必定是像光子一樣以光的速度行進。
（因特網《科學美國人》文章）
Fido:對引力波有興趣的人可以參考「宇宙之海的漣漪---引力波探測」一書。
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Q:
第一宇宙速度是多少？
A:宇宙速度是根據萬有引力計算出來的， 第一宇宙速度是每秒7.9千米/秒，物體如果達到7.9千米/秒的速度，它就會永遠地繞地球運行而不會從天上掉下來，我們也之稱為環繞速度；第二宇宙速度是每秒11.2千米/秒，物體如果達到這個速度，將會逃離地球的束縛飛向星際空間，我們也稱之為脫離速度；第三宇宙速度是每秒鐘16.7千米/秒，若是要到太陽系外去旅行那就要達到這個速度。
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Q:
看太空梭遨遊太空的影片時為何見不到星星？
A:這是由膠片的曝光時間決定的，因為星星的亮度比太空梭暗淡得多。要想在膠片上看到星星的蹤影，需要大約10秒至30秒的曝光時間；而捕捉太空梭的蹤影只需0.01秒的曝光時間。 如果把攝像機設定在拍攝太空梭所需的曝光時間，就沒有足夠的時間捕捉星星的蹤影。 如果為了捕捉到星星蹤影而對膠片進行長時間的曝光，太空梭在膠片上的蹤影就會曝光過度。
（因特網Science Whatzit網站文章）
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Q:
科學真正含義？
A:
"科學"這個詞，源於中世紀拉丁文"Scientia"，原意為"學問"、"知識"。但科學至今還沒有一個為世人公認的定義。甚至有人認為，給科學下定義是無益的，也是不可能的。英國著名科學家貝爾納指出："科學在全部人類歷史中確已如此地改變了它的性質，以致無法下一個適合的定義"，"科學不是個能用定義一勞永逸地固定下來的單一體"。
一般地說，科學是人類認識客觀世界的知識，但並不是任何關於客觀世界的知識都是科學。1888年，達爾文曾給科學下過一個定義："科學就是整理事實，從中發現規律，作出結論"。達爾文的定義指出了科學的內涵，即事實與規律。科學要發現人所未知的事實，並以此為依據，實事求是，而不是脫離現實的純思維的空想。至於規律，則是指客觀事物之間內在的本質的必然聯繫。因此，科學是建立在實踐基礎上，經過實踐核對總和嚴密邏輯論證的，關於客觀世界各種事物的本質及運動規律的知識體系。
科學包括自然科學、社會科學和思維科學等。自然科學是研究自然界不同物件的運動、變化和發展規律的科學。社會科學是研究人類社會不同領域的運動、變化和發展規律的科學。哲學也是一門科學，它是關於世界觀的學說；是自然科學和社會科學知識的概括和總結；也是自然界、社會和思維的最一般的規律。
科學是特殊的社會歷史現象，在其發展的不同歷史階段有不販的性質和特點。20世紀以來，由於科學的迅猛發展和科學研究的規模日益擴大，現代科學已不僅僅是單一的知識體系，同時又是一種社會活動，即生產知識的社會活動。這種特殊的社會生產形式，現已逐步發展為國家規模和跨國規模，使"科學是一種建制"的界說成為人們的共識。因此，我們不應把科學理解為僅僅是知識本身，也不能看成是單一的社會活動。前蘇聯科學拉契科夫認為："科學是關於現實本質聯繫的客觀真知的動態體系，這些客觀真知是由於特殊的社會活動而獲得和發展起來的，並且由於其應用而轉化為社會的直接實踐力量"。科學既是歷史發展總過程的產物，又是推動人類歷史進步的巨大動力。
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Q:什麼是偽科學？
A:
偽科學，概括地說，就是打著科學的旗號從事種種反科學的事。它的最大特徵是違背科學規律，否認已有的科學公理，拒絕科學的基礎實驗，無視理論邏輯的自圓其說；它的核心是冒充和欺騙；主要目標是貪圖暴利
偽科學是近代科學誕生以後出現的産物，它是人類認識史上的怪胎，是人類社會文明進程中的一大絆腳石，它就像癌細胞一樣，頑固地寄生在科學肌體上，只要稍微降低免疫力與抵抗力它就會肆意猖獗，破壞科學的生命體。
一些有識之士也對識別偽科學作出過闡述，《科學與謬誤》的作者拉德納將偽科學的特點歸納爲這樣幾點：
1．拾科學之牙慧。
2．善於故弄玄虛。
3．求助於神話。
4．搜索不真實的證據。
5．不能駁倒的假設。
6．從虛假的相似中得出結論。
7．用情景描述來說明。
8．靠尋章摘句進行研究。
9．拒絕批評。
10．從事偽科學的人往往缺乏或者沒有系統地接受專業教育和學習。
偽科學往往在下列問題上最容易迷惑人們：
1．科學感到困惑的地方，比如一些奧妙的生命活動、宇宙起源等。
2．有隨機性的複雜系統及因果關係不確定之處，如對未來的判斷、預測等等。
3．科學現實的無能力之處，如對待死亡與癌症等不治之症的手足無
措。
4．人們獲取成功的願望過於迫切之時，比如對健康生活的渴望，就成
爲偽“保健品”、偽“養生食品”的大行其道提供了存在依據。科學在一定時期必然具有的局限性與人們的心理渴望成爲偽科學現象得以在世界各地層出不窮的原因。因此，在發展過程中不斷與花樣翻新的偽科學進行鬥爭將成爲科學的永恒主題。
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Q:小行星是如何命名的？
A: 小行星是一種在太陽系中繞著太陽作軌道運動的小天體。由於它們質量很小，不會發生地球那樣大的變質過程，因此保留了太陽系形成初期的原始狀況，對於研究太陽起源有重大價值。通過對小行星軌道的研究，還可以測定一些天文常數，研究太陽系的動力結構和變化。近年來，近地小行星對人類的威脅以及它與地球生命起源的關係日益引起人們的重視，同時它與國防等也有著密切關係。小行星正在成爲一種重要的太空資源。
小行星是目前各類天體中唯一可以由發現者進行命名並得到世界公認的天體。小行星的命名既是爲了科研工作的方便，也是爲了鼓勵觀測者投身於小行星的發現領域。國際天文學聯合會小行星中心專門負責小行星的編號和命名。一顆小行星在不同夜晚被觀測到，並報告給小行星中心後，如果不能被確認爲已知的小行星，則小行星中心會給這顆小行星以國際統一的暫定編號。當這顆小行星至少有4次在回歸中被觀測到，軌道又可以非常精確地測定時，它就會得到小行星中心給予的永久編號；同時，發現者擁有對小行星的命名權，命名權在10年內有效。
早期小行星的命名一般選取古代神話故事中的女神名字。後來這一慣例被取消，對小行星的命名變成了發現者表達意願的一種方式，絕大多數小行星的命名成爲對特定人物、地點、組織或事件的紀念。當然，小行星的命名仍需要符合一定的規定。比如政治家、軍事家或政治、軍事事件必須在當事人去世100年或事件發生100年後才能命名。命名由國際天文學聯合會13人組成的小天體提名委員會批准，由國際小行星中心予以公佈。迄今爲止，擁有永久編號的小行星已經達到25000顆左右。
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Q:火在太空失重狀態下如何燃燒？
A:
在地面上，火苗要受到重力的吸引，但是由於燃燒的氣體熱而輕，因此它們會上升。隨著火苗的上升，空氣會被吸引到火苗的底部，給火提供氧氣，使之燒得更猛烈。
在太空中，重力幾乎為零，沒有什麽能夠使火苗上升，因此與地面上相比火不太容易獲得氧氣。在太空飛船上，氧氣分子只能靠外力（比如用扇子扇）或者分子的擴散到達燃燒物，這非常像墨水或者油在水的表面擴散。這種擴散過程比地球上的吸引空氣過程要慢。另外，燃燒氣體也必須向外擴散以補充新的氧氣，這樣火焰會變得更大。但是隨著火焰變大，會有更多的熱量通過輻射散失掉。如果熱量散失太多，再加上不能很快獲得氧氣維護燃燒，燃燒物就會冷卻到燃點以下，使火焰熄滅。這種情況在地球上是不會發生的，因爲地球上火焰吸收空氣的速度足以保持燃料燃燒。
在重力幾乎為零的太空中點燃火苗要容易一些，但是火一旦燒起來，其威脅性比在地球上小。研究如何在太空的困難條件下加熱和燃燒，對在軌道上製造超潔淨的半導體等材料是至關重要的。
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Q:如何確定太陽系在銀河系中的位置？
A:
天文學家們採取多種方式確定太陽系在銀河系中的位置。人們只要擡頭看一看夜空，就可以看到銀河系的大致形狀，它像是一條暗淡的光帶橫亙在天空。這條光帶的寬度約爲15度，星星比較均勻地分佈在光帶的兩側。這表明銀河系是扁平的圓盤狀，我們的太陽系位於圓盤近似平面的某處。如果銀河系不是扁平的圓盤狀，它看上去就會不同。比如說，如果銀河系呈球狀，我們看到的銀河系就不會是窄窄的一條光帶，而是佈滿了整個天空。如果我們的位置大大高於或低於圓盤平面，我們就不會看到銀河系像光帶一樣橫亙在天空--天空就會顯得一半亮一半暗。通過測定我們能夠看到的所有星星的距離，可以進一步確定太陽系在銀河系中的位置。本世紀初，美國天文學家沙普利發現巨大的球狀星團分佈在以人馬星座爲中心的一個直徑約10萬光年的球形範圍內。他得出的結論是：這個中心也是銀河系的中心，因此銀河系看上去像是鑲在球狀星雲中的一個扁平圓盤。
75年來，科學家通過射電天文學、光學天文學、紅外天文學，甚至X射線天文學等各種技術手段，更精確地測定了銀河系螺旋型兩翼、氣體雲、塵埃雲、分子雲等位置。現代研究得出的基本結論是：我們的太陽系位於銀河系螺旋翼內側的邊緣，距離銀河系中心大約2.5萬光年。
（因特網《科學美國人》文章）
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Q:如何計算行星的重量？
A:
牛頓的“萬有引力定律”告訴我們，兩個天體之間的吸引力同它們質量的乘積成正比，而同它們之間距離的平方成反比。為了獲得最佳近似，我們可以假設天體的地理中心就是其質量中心。以地球為例：因為地球的半徑是已知的，所以我們可以通過地球對其表面某個物體（重量）的引力和該物體與地球的距離（此時的距離實際上等於地球的半徑）來計算地球的質量。當然，我們還需引入一個萬有引力常數G。根據18世紀英國化學家兼物理學家亨利·卡文迪什的實驗測算，對於兩個質量各為1千克、距離1米的物體來說，G爲6.67×10的負11次方牛頓。
知道了地球的質量和半徑以及地球與太陽的距離之後，我們就可以根據萬有引力定律來計算太陽的質量M。引力F＝GmM/（r的平方），其中m表示地球的質量，M表示太陽的質量，r表示地球與太陽之間的距離。F應該等於地球繞太陽運行所需要的向心力，而向心力則等於地球的質量與其速度的乘積除以地球與太陽的距離的平方。所以，通過天文學方法計算出地球與太陽之間的距離以後，我們就可以計算出地球繞太陽的運行速度，從而計算出太陽的質量。
一旦計算出太陽的質量，我們就可以根據行星的軌道半徑、運行周期和行星作軌道運行所需要的向心力，計算出行星的質量。
（因特網《科學美國人》文章）
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Q:宇宙中大約有多少顆星球？
A:多得數不勝數。此話一點不假。我們所在的銀河系大約有400億顆星球。如果按每秒鐘數10個星球計算，需要在不間斷的情況下花1000多年才能數完。因此說，要想數清宇宙中有多少星球是不可能的。
由於許許多多星球距離我們非常遙遠，我們無法看到，只能看到它們所在的星系。這就如同我們能看到數公里以外的樹林，但是看不清樹葉。
宇宙中有成千上萬億個星系，每個星系由幾百億顆星球組成。宇宙中的星球總數大約爲1萬億億顆（1後面加20個0）。請記住，這只是估計數位！
（因特網Science Whatzit網站文章）
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Q:人能夠作穿越時間的旅行嗎？
A:
要回答這個問題，我們必須進一步明確時間旅行到底意味著什麼。除了每天的時間行進之外，這個問題可以分成兩個部分：人類有可能在一段較短的時間內（在人的生命周期以內）進入遙遠的未來嗎？人類有可能回到過去嗎？
我們目前對於基礎物理學的理解告訴我們，對第一個問題的回答是絕對肯定的；至於第二個問題，我們只能說也許。
進入遙遠未來的時間旅行可以借助於狹義相對論的時間膨脹原理。運動中的時鐘，速度越接近光速走得就越慢。這種已經被實驗證明的效果同樣適用於生物的衰老。
如果一艘太空飛船可以不斷地以重力加速度加速，那麼它的速度大約在1年的時間裏就可以接近光速。乘坐這樣的飛船到達銀河系的中心並返回地球（行程約為6萬光年）只需要40年多一點的時間（太空飛船上的時間）。當宇航員回到地球時，他的年齡只增加了40歲，地球上則已經過了6萬年。
通過穿越時間的旅行回到過去則是一個非常難以確定的命題。根據愛因斯坦的廣義相對論，一個沿著時間軸運動的人有可能在過去的某個時候遇到他本人或他的祖母。問題是這種情況是否真的會在宇宙中發生。沒有任何實驗或觀測結果表明時間旅行正在我們的宇宙中發生。目前正在討論的建造時間旅行器的最簡單方法是利用蠕蟲洞（連接不同的時空區域的隧道）原理。穿過蠕蟲洞就能夠回到過去。
（因特網《科學美國人》文章）
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Q:如果太陽的亮度減弱1％，會對地球產生什麼影響？
A: 地球吸收陽光的量的多少是決定地球溫度最重要的因素。如果到達地球的陽光量減少1％，很難確切預計地球的溫度將會發生多大變化。地球的溫度變化在某種程度上取決於陽光量減少持續多長時間。舉個例子來說，大約每隔11年出現的太陽黑子活動使到達地球的陽光量增加或減少約0.1％，並沒有對地球的溫度産生多大的影響。這是因爲地表、海洋和大氣的溫度需要很長時間才會因此而發生變化。
然而，如果到達地球的陽光量的變化長時間持續下去，肯定會使地球的溫度下降。溫度的下降將會使地球及大氣發生變化，比如地球表面較冷地區的降雪量會略有增加，降雪量的增加會使更多的陽光反射回太空，從而將使地表的溫度下降約1攝氏度。
（因特網Science Whatzit文章）
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Q:太陽周圍為何會出現顏色像彩虹的光環？
A: 太陽周圍出現的光環稱爲日暈，它與晚上在月亮周圍看到的月暈是一回事，只不過是日暈出現在太陽周圍。日暈是陽光照射到高層大氣中微小的冰晶以後形成的。在地球上空數英里的高空，氣溫很容易降到可以形成冰晶的冰點以下。透過冰晶的日光或月光被折射回去，在太陽或月亮的周圍形成日暈或月暈。
日暈的顏色是由陽光在透過冰晶時產生的折射效果形成的－－紅色位於日暈的內側邊緣；藍色位於日暈的外側邊緣。顏色的排列順序與彩虹相同，但日暈的顏色界限不很分明。月暈也有顏色，只不過是晚上光線弱，加之眼睛在晚上對弱光的反應能力差，無法區分顔色罷了。人們之所以時常能看到月暈而不常看到日暈，主要是太陽的光線非常強。
（因特網Science Whatzit文章）
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Q:行星是否會改變位置？
A: 肯定地說，會。包括地球在內的行星都是圍繞著太陽運轉。行星在圍繞太陽運行的過程中會顯示出處於不同的位置。運行速度較快的行星（諸如水星、金星和火星）位置變化明顯，只需幾個星期就會看出其位置變化；運行速度較慢的行星（諸如木星、土星、天王星、海王星、冥王星）需要幾個月甚至更長的時間才能看出其位置變化。
（因特網Science Whatzit網站文章）
Fido:近日點與遠日點的位置也會改變。
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如有錯誤，歡迎來函指正。也歡迎有興趣的人與我討論。
Fido
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