科學素養1–成功從太空將電力傳回地球

太陽能是一種取之不竭且乾淨的能源，對於發展永續能源具有重要意義。然而，由於日夜交替與天候變化的影響，設置於地面的太陽能板無法穩定且持續地產生電力，發電效率也因此受到限制。

為了突破這項限制，科學家提出將太陽能板部署於太空的構想。由於太空中沒有大氣層遮蔽，且不受晝夜與氣候影響，理論上可以全天候、不間斷地接受太陽照射，進而穩定地產生電力。如果能將這些電力有效地傳送回地球，將有機會大幅改善現今的能源問題。

2023年6月1日，美國加州理工學院的研究團隊宣布，他們已成功完成一項關鍵性實驗。他們所發射的「太空太陽能演示器一號」（Space Solar Power Demonstrator-1，簡稱 SSPD-1），在地球軌道上成功將太陽能板所產生的電力，透過微波形式傳輸至地面特定接收位置。

這項實驗稱為「微波陣列傳輸電力低軌道實驗」（Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment，簡稱 MAPLE），雖然目前僅屬概念驗證階段，尚無法提供大量電力，但已證明太空太陽能發電的技術是可行的，也為未來太空發電系統的實用化邁出了重要的一步。

下圖為電磁波的波譜與性質

圖片來源： Original source: Nl74, Inductiveload, NASATranslated by Tonys (talk) – File:EM Spectrum Properties edit.svg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14951505

請回答下列問題：

1、文章中提到「設置於地面的太陽能板無法穩定且持續地產生電力，發電效率也因此受到限制。」請問下列哪個選項，對於影響台灣太陽能板發電效率的說明有誤。(九年級-地科)

(A)因地球繞自軸旋轉，導致一天有超過12小時的發電效率不佳
(B)因地球自轉軸與黃道面約有23.5度的夾角，導致台灣冬季發電效率不佳
(C)春末夏初因滯留鋒停滯於台灣上空，導致發電效率不佳
(D)因高氣壓籠罩台灣時天氣不穩定，導致發電效率不佳

答：(D)當高氣壓籠罩台灣時，會是晴朗的好天氣，這時候的發電效率會不錯唷。

2、文中提到研究團隊將吸收的太陽光轉變為微波，再發射至地面的指定接收位置。請問將太陽光轉變為微波的過程，波長、頻率、波速的變化為何？(八年級-波與光)

(A)波長變長、頻率變小、波速不變
(B)波長變短、頻率不變、波速不變
(C)波長不變、頻率變大、波速變小
(D)波長不變、頻率不變、波速不變

答：(A)
從附圖查找，太陽光主要的能量都是在可見光，波長大約是0.5×10^-6m，頻率約10¹⁵Hz；而微波波長約10^-2m，頻率略大於10⁸Hz，因此波長變大、頻率變小。而不管是太陽光還是微波，都屬於電磁波，在真空的宇宙，行進的速度都是光速。
所以選(A)。