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天空中的鑽石 設計者:陳朝仁 翁貴美 陳秀娟 目錄 一.星星的光度與顏色 二.星星的一生 三.星座與星星的命名 四.觀測星星的方法 五.認識星座盤 六.星空下尋找星星 七.星星運行的方式 八.四季星座圖 九.看星星的移動來定方位~尋找北極星 十.觀星注意事項 十一.星座神話 十二.學習單 十三.結束 一:星星的光度與顏色 1.不同的光度 2.星星的顏色與年齡 在晴朗的夜晚，抬起頭看到星星閃爍著，有的星星看起來好亮， 有的不太亮，更進一步仔細的觀察，好像發現到星星的顏色似乎有不 同的顏色，有的看起來是白色的，有的看起來是藍色的，也有看起來 像紅色的星星。 1.不同的光度 天文學家將星星的光度分為好幾個等級，如1 等星、2等星.....等，稱為視星等。 肉眼看得見最暗的星是6等星，光度每增加2.5 倍，就增為一級，1等星比6等星高五個等級，也 就是2.5乘5次，約為100倍。 同樣地，比一等星亮2.5倍的星就是0等星(如 織女星~位於天琴座α星~被定為 0.0 等)，比這個 更亮2.5倍的又就是負一等星(如天狼星~也就是大 犬座α星~為 -1.6 )。7等星以下也是同樣的，但必 須望遠鏡來看了。 注意:前面說過，星星的亮度被劃分成不同的等級，但是我們在地球上看到的 1 等星，很可能只是因為它與地球的距離較近的緣故，當然，有些實際上非 常亮的星，由於距離遠而被列為 6 等星。 星等與數目 星星的光度等級和數目 二星等 三星等 四星等 五星等 0星等以上 9 4星等 720 1星等 12 5星等 2000 2星等 67 6星等 5600 六星等 一星等 約2.5倍 約100倍 3星等 190 7~10星等 529000 2.星星的顏色與年齡 每一顆恆星所發出來的光各不相同，星光的顏色 也不同，而它的顏色也正告訴著我們他的生命。 1.當溫度昇高，物體會開始發出暗紅色的光，而後溫度不斷地上昇， 物體發出的光，也會由暗紅色漸漸地變成紅光(溫度約在攝氏二千至 三千度)、黃光(攝氏五千度至六千度)而到白光(攝氏一萬度)、藍光 (更高溫)，因此觀察一顆恆星的光，可以知道這顆恆星的表面溫度。 2.另外，由色光與星等的關係，可以推算出這顆恆星的年齡，通常年 輕而大質量的恆星，會發出藍白色的光，屬幼年期的星星；星光呈黃 色是壯年期；溫度低、呈紅色的則屬老年期的星星。至於白矮星則是 溫度高發出白色光的星，它是低質量、已接近死亡的恆星。 星星的顏色 紅 橘 黃 白 淡藍 藍 二:星星的一生 看似永恆的星星，其實和人一樣，也有 死亡，只是它的壽命比人要長許多。決定 各種星星一生的因素，是它們誕生時的質 量大小，大致可以分為兩條。 兩種命運 這依質量大小來劃分的星球演化過程為： 1.質量大 星球誕生，並快速成長。 在主序帶上停留數十億年。 膨脹成為紅巨星。 爆炸時成為超新星。 爆炸完後收縮成為中子星。 2.質量小 雲氣收縮，星球誕生。 在主序帶上停留數百億年。 外層膨脹成為紅巨星。 質量小無法產生能量，因此冷卻成為白矮星。 三.星座與星星的命名 星座的由來 約在5000年以前，美索不達米亞地方有一群巴比倫亞 的牧羊人過著逐水草而居的生活。每到了夜晚，他們一面 看著羊群，一面觀察各種星星，將較亮的、一些相鄰近的 星星互相連接，把他們想像成各種動物、或是用具、甚至 所信仰的神像等，並以它們來命名，創造了所謂的星座。 美索不達米亞地區所產生的星座命名方式，後來傳入 了希臘，在希臘又增加了一些新的星座。而以後進入了16 世紀，航海盛行後，又創設了更多與航海有關的新星座。 直到1930 年，國際天文聯盟(International Astronomical Union, IAU)把星座名稱加以統一，將全天 的星座定為88個。 星星的名字 一個星座中最亮的星為α星，其次為β、γ、δ......。天 蝎座α就是天蝎座中最亮的星。有些星會有特別的名字， 例如天蝎α叫 Antares（火星之敵）。 另外中國也有一套星宿與星的命名方式，現在我們也 常使用。例如前述的天蝎α叫『心宿二』；牛郎、織女、 天津四、大陵五......等，都是中國人給予星星的名字。 四.觀測星星的方法 1.尋找方位 2.測量高度角 尋找方位 利用指南針或指北針來尋找星星的方位 1.面對要觀測的星星站好，指北針或指南針平放手上。 2.使盤面上的北方與指針上的北極(N)重合。 3.以手筆劃，將要觀測的星星由空中垂直地畫到地面，用 指北針測出地面那一點的方位。 測量星星的仰角 1.使用仰角器來測量星星的仰角。 在台灣觀測到的北極星，其位置大約在北方仰角23.5度處。 2.簡易測量高度法 觀察星星的高度位置時可以藉由手來幫助我們。 把手臂伸直，食指的寬度大約是1度；握緊拳頭，拳頭的寬度大約就是10度，高度角。 五:認識星座盤 一般人多半使用星座盤來認識星星和星座， 星座盤畫著我們仰頭所看到的星空，引領我們認 識星星。 使用星座盤 步驟一 將星座盤轉到你想要的月、日、時刻，在視窗中 便呈現出當時星空的狀況。（以1月20日晚上8點 的星空為例）便轉到如投影片21頁的操作星座 盤： 1-1.先從最外圈的月份找起，找到1月份。 1-2.再向內圈找到日期20日的位置。 1-3.將這條分界線旋轉至最內圈20時的位置（如 下圖所示），星座盤中間所顯示的星空即是1月 20日晚上8點的星空。 操作星座盤 步驟2 之後將星座盤舉向上面朝自己，向著天空接著利用指 南針找到南方，面對南方星座盤拿法如圖所示，檢視盤中 所顯示的南方星空，再抬頭看南方天空，如此對照使用。 此時右手邊的天空就是西方天空，左手邊則是東方天空， 背後則是北方天空。 注意喔!星座圖上的方位「東、南、西、北」和一般地上的方位「東、西、南、 北」剛好左右相反，所以一定要記得把星座圖高舉頭頂喔(如右下圖) 。 六.星空下尋找星星 冬天全天星座圖 尋星初步 ( 別忘了星座圖是要圖面朝下來認識的喔) 先認出獵戶座吧！無論是造型或亮度都非常明顯，其腰部由三顆星排 列而成 (腰帶)，雙肩及雙腿則各有一顆亮星，其中右肩那顆參宿四 呈紅色，而左腿的參宿七則偏藍色。尋找獵戶座 順著獵戶的腰帶三星往東南沿伸，絕不會錯過耀眼璀璨的天狼星，因 為它是四季夜空中最亮的恆星。天狼星屬於大犬座。星座神話之~大 犬座 順著獵戶的雙肩二星往東方延伸，可找到另一顆亮星南河三。南河三 屬於小犬座。星座神話之~小犬座 天狼、南河三與參宿四連成一等腰三角形，就是冬季大三角。冬季大 三角 順著天狼星和獵戶的左肩 (參宿五) 連線往西北延伸，可找到金牛座 的亮星畢宿五 (位於牛角)，金牛角呈Ｖ字型，很容易辨認；再順同 一方向續往西北，則可找到金牛座赫赫有名的疏散星團－昴宿 (七姊 妹) 星團，肉眼看起來是模糊的星點，但是只要用雙筒望遠鏡就可看 到如課本13-3節相片一樣的奇觀哦！ 把天狼、南河三、參宿七、畢宿五連成一個弧線，再繼續連成一個橢 圓，就是冬季大橢圓，又因此多找到了御夫座 (五邊形) 的五車二及 雙子座 (像個 "北" 字型) 的北河二與北河三。 尋找獵戶座 冬季的星空相當的熱 鬧，而其中獵戶座是 最具代表性的「冬夜 之王」，在其腰帶的 三顆星下為著名的 M42星雲，以肉眼便 隱約可見。 星座神話之~獵戶座(Orion) 奧立翁是一個非常優秀的獵人， 每次打獵都滿載而歸，月亮及 狩獵女神阿特米斯心中有一點 點喜歡他，於是奧立翁常伴隨 女神左右。他們像戀人一樣一 起狩獵，所以到處傳聞著﹕ 「阿特米斯要跟奧立翁結婚 了。」 奧立翁的爸爸是海神，所以奧 立翁能夠在海上行走，有一天 阿波羅看到奧立翁在海面上行 走時，悄悄地在奧立翁頭上加 上了一點光輝。 阿波羅假裝什麼也不知道，帶著阿特米斯到可以看到奧立 翁頭上那個光的海岸邊，然後對著妹妹說﹕「阿特米斯， 雖然妳是狩獵女神，對自己的弓箭也非常有自信，但是就 算是妳也無法射到海中央那個小光吧！」完全不知情的阿 特米斯聽了阿波羅的話之後，就將弓搭上了箭，然後非常 準確地射中了那個光。不久後，頭被射穿的奧立翁的屍體 被打撈起來，知道事實真相的阿特米斯非常傷心地跪到父 親宙斯跟前，要求宙斯將奧立翁舉上天變成星座。 於是後世傳說﹕只要阿特米斯乘坐月之馬車在夜空中奔跑 時，就可以見到奧立翁﹔還有傳說﹕奧立翁腳下蹲著的天 兔星座正是奧立翁捕獲獵物的姿態﹔另外，我們可以看見 奧立翁和阿特米斯在冬夜相互依偎。奧立翁真是命運多舛 的獵人啊！ 冬季大三角 由獵戶座的參宿四， 大犬座的天狼星（全 天最亮恒星），及小 犬座的南河三，形成 了冬天裡的正三角。 在獵戶座的北邊一點可以找到 金牛座，其背上有另一個著名 的星團－昴宿星團，亦是俗稱 的七姊妹，是熱門的外星人家 鄉候選地之一。 星座神話之~大犬座 古埃及人把大犬座天狼星視為 最重要的一顆星，因為當夏至 日出之前(八月上旬)天狼星出 現於東方地平線時，尼羅河的 河水受到上游結集雨水與融冰 的影響，在三角洲氾濫成災， 卻也帶來肥沃的淤泥，因此埃 及人把天狼星尊為「尼羅河之 星」。 此外，埃及人還把大犬 座天狼星當作計算「年」的標 準，當天狼星每年第一次出現 在東方地平線的日子，就是新 年的開始﹔然後依月亮的圓缺， 每月訂為三十天，全年為三百 六十天。由此可見，這顆光度 高達負1.5等的全天第一亮星， 在古埃及是如何被尊敬。 中國北方的古中國人則把這顆炯炯有神的晶亮星星，視為「賊 仔」星，當這顆星高掛在南方天空時，正是酷寒的冬季，天狼星 閃耀在廣闊的白雪大地輝映晶藍色光芒，好似餓犬滿懷惡意、目 露兇光望蓍獵物﹔也好像盜匪準備要打家劫舍一般，所以才有 「冬防」這句成語。 然而，在希臘史詩《奧德賽》中，「阿狗斯」是尤里西斯的忠 犬，牠為了等待去特洛伊打仗的主人尤里西斯，天天到港口望著 大海，卻每次都大失所望。 二十年後，尤里西斯真的回來了，阿狗斯高興地猛搖尾巴，對 著主人汪汪叫。當尤里西斯抱起阿狗斯時，年老的阿狗斯卻因太 興奮，心臟病發頹然垂下頭斷氣了。後來天神宙斯感念其忠心耿 耿，就將牠放到天上變成星座，就是大犬座。 星座神話之~小犬座(Canis Major) 1.為獵戶座之犬. 2.牧夫為酒神Dionysus之徒 Icarius,有一次Icarius把新調 的酒給牧羊人嘗試,牧羊人喝醉 以為Icarius下毒,殺死Icarius. Icarius之狗逃出並告訴 Icarius之女Erigone, Erigone 悲慟不已,懸樑自盡,而狗也傷 心而死,Zeus把Icarius變成牧 夫座,Erigone為室女座,把狗變 成大犬座(有說是小犬座). 七.星星運行的方式 照片中星星變成長形線段 了，你一定有個疑問，天 上的星星不都是一直都一 樣不會改變位置的嗎?為什 麼會隨著時間而產生變化 了呢?這照片究竟是怎麼一 回事呢?你一定也有個疑問， 天上的星星為什麼會隨著 季節變動，而形成所謂的 四季星象呢？ 1.星星的日周運動 2.星球的運行方向 3.星星的年周運動 1.星星的日周運動 把地球的赤道延伸到 天球，稱為 天球赤道。星星的運動和天球赤道 是平行的，由東到西，旋轉一次恰 好是一日，這就是星星的日周運動。 旋轉的中心是把地球的自轉軸延伸 到天球的南北極，而北極星便是最 靠近天球北極的星星。 地球一天自轉一圈，也就是說，天 上的星星每小時移動15度。 2.星球的運行方向 北方天空的星球以北 極星為中心，逆時針 旋轉，24小時繞行一 圈。 3.星星的年周運動 這是由於地球一面自轉，又一 面作公轉運動。因此，全年之 中每一個季節，在傍晚所能看 見的星座就不同。而這樣星星 在整個天球上一年繞行一周， 又回到原位，稱為星星的年周 運動。 因此同一時刻可見到的星座， 會隨著季節有所不同。 例如：當晚上8點的時候，以冬 天來說，北斗七星在北極星的 東方；以夏天來說，北斗七星 在北極星的西方。 八.四季星座圖 1.春季星座圖 2.夏季星座圖 3.秋季星座圖 4.冬季星座圖 春季星座圖 春風送暖學認星 北斗高懸柄指東 斗口兩星指北極 找到北極方向清 獅子橫臥春夜空 軒轅十四一等星 牧夫大角沿斗柄 星光點點照航程 夏季星座圖 斗柄南指夏夜來 天蠍人馬緊相挨 順著銀河向北看 天鷹天琴兩邊排 天鵝飛翔銀河歪 牛郎織女色青白 心宿紅心照南斗 夏夜星空記心懷 秋季星座圖 秋夜北斗靠地平 仙后五星空中升 仙女一字指東北 飛馬凌空四邊形 英仙星座照夜空 大陵五星光會變 南天寂靜亮星少 北落師門賽明燈 冬季星座圖 三星高照入寒冬 昴星成團亮晶晶 金牛低頭沖獵戶 群星燦爛放光明 御夫五星五邊形 天河上面放風箏 冬夜星空認星座 全天最亮天狼星 九.看星星的移動來定方位 星星會隨著季節變化而 移動，但星星之間的相 關位置並不會改變。 事實上，星星都是以北 極星為中心旋轉，旋轉 一周的時間正好是一天。 所以北極星他一直都在 我們的正北方， 他幾乎 都不移動，因此他可以 幫助我們辨別方向喔! 尋找北極星 北極星不是一顆很亮的星星，那要如何才能找到他呢? 1.利用大熊星座的大杓子 2.透過仙后座來尋找 利用大熊星座的大杓子 春、夏季時利用大北斗的斗杓，將杓口兩顆星連結起來， 以它的長度為準，直線往前延長五倍，就可找到北極星。 北極星 大熊星座之~北斗七星 在春天的星空中大熊星座是一個蠻 出名的星座因為他以包含〞北斗七 星〞而聞名在三月中旬下午八點左 右朝北站立視線移到天頂附近在正 北方稍偏東距地平線３０度左右 有七顆排成大水瓢形狀那就是北斗 七星。 在春季傍晚杓口朝下杓柄指向東方 代表是春天的到來北斗七星從杓口 第一顆星分別為天樞、天璇、天璣、 天權、玉衡、開陽、瑤光除天權星 是３等星之外其餘都是２等星又其 中只有最亮的天樞星是淡橙色之外 其餘都是白色。 透過仙后座來尋找 秋、冬季時利用仙后座來找，將仙后座兩邊星延長找出交 叉點，交叉點和中間星連結起來，直線往前延長五倍，就 可找到北極星。 北極星 仙后座 主星是三顆二等星和兩顆 星三等 星排成英文字母“W”的形 狀。 伊索比亞王國之皇后卡西歐佩亞， 是一個極度殘暴的人，眾神皆對她 有怨 言，有一次卡西歐佩亞自誇 比海中的仙女奈莉得貌美多了，這 話傳到了奈莉得的耳中，便向父親 海神抱怨，海神非常生氣地派一隻 海怪 Cetus 去騷擾伊索比亞沿岸。 為了拯救國家，卡西歐佩亞的丈夫 格佛厄斯 （Cepheus）聽信了一個 女巫的建議，將安德魯美達 （Andromeda）公主奉 獻給怪物作 為祭品，後來安德魯美達公主被佩 修士所救，國王因此把公主 許配 給他為妻，由於佩修士生前完成許 多功業，死後被雅典娜女神接到天 上成為英仙座，他的妻子及岳父岳 母也因為他的成就而沾光，分別升 到天 上成為仙女、仙王、即仙后 星座，組成星空中的王族星座。 北極星 大熊座上的 北斗七星 仙后座 十.觀星注意事項 1.出發前先留意氣象預報，天氣越晴朗越適合活動。而夜 晚的天空若是晴朗無雲，則正是觀星的好時機。 2.觀星時，最好到郊外光害較少的地方去，比如山區或是 海邊視野開闊的地方。且最好能以舒適的觀測姿勢，如躺 著觀星。若要追蹤星體，則能看見北極星的地方最為理想。 3.觀星前準備一隻小手電筒，以便看清星座盤。 4.手電筒上最好包幾層紅色玻璃紙，讓光線變暗、變溫和， 以免太亮的光線會妨礙對星星的觀察。 5.先找一個比較顯眼的星座，再將星座盤對準那個星座的 位置觀看。 十一.星座神話 獅子座 天琴座 雙子座 星座神話之~獅子座(Leo) 米亞巨獅是一頭極其凶狠殘暴 的野獸，牠的身體是銅皮鐵骨， 人的武器是傷牠不了的。有人 說牠是巨人與巨蛇所生的怪物， 亦有人說牠是從月亮掉下來的。 只要一說到牠，人們便不寒而 憟，十分害怕，於是赫克力斯 (武仙座)便奉命殺牠。 赫克力 斯面對著它也亳無懼色，背著 箭袋，一手拿著弓，一手拿著 一棵連根拔起來的大樹，走進 尼媚亞大森林，尋找巨獅。黃 昏時，他看到巨獅從森林處走 出來。這頭獅子才飽餐過一頓， 舌頭舔著從嘴裡滴出的血，大 搖大擺地走著，小獸們都慌張 地向四外奔逃。 赫克力斯躲在樹叢背後，向牠射出一箭，碰在獅子身上，但就 像碰在堅硬的石頭上返彈回來，掉在地上。獅子發現了他，昂 起浴血的頭，露出可怕的牙齒，對著他猛衝過去。赫克力斯趕 忙射出第二箭，可是連牠的皮也沒擦破。這時巨獅將尾巴夾在 兩腿中間，脖頸因憤怒而膨脹，鬃毛豎立起來，弓著背，大吼 著向赫克力斯撲來。他急忙閃身躲過，從獅子背後緊緊勒住牠 的頸，活活勒死了這頭巨獅，並剝下牠的皮，做一面盾牌，並 用牠的上下顎做了一個新的威武的戰盔。 宙斯為了紀念這頭巨獅的驍勇善戰，便照牠的樣子變成了獅子 座。 星座神話之~天琴座(Lyra) 星等：其中最亮的是一顆藍白色 的零等星(織女星) 奧菲爾斯是托拉器雅國王和 音樂女神之一卡利歐貝所生 的小孩，音樂之神阿波羅給 了奧菲爾斯一把豎琴，音樂 女神們則教他演奏豎琴。不 久後，這位希臘第一詩人成 了音樂家，只要邊彈豎琴邊 唱歌時，即使是兇猛的野獸 和腳邊的雜草也會專心的欣 賞。 奧菲爾斯娶了一位很美麗的女孩叫尤里蒂斯，可是尤里蒂斯在結 婚不久後，竟被毒蛇咬死了，傷心欲絕的奧菲爾斯下定決心要把 妻子帶回來，於是踏上了往死者之國地獄的旅程，一邊演奏著想 念妻子心情的歌一邊往前走。 在冥界之神黑地斯的面前，奧菲爾斯全心全意地唱出懷念妻子的 情歌，黑地斯從眼角流出了有生以來的第一次眼淚，他答應了奧 菲爾斯把妻子還給他，但有一個條件，在出冥界之前絕不可以回 頭看。 興高采列的奧菲爾斯朝著回地上的路走，可是始終沒有聽到應該 跟在他後面走的妻子尤里蒂斯的腳步聲，於是他開始懷疑尤里蒂 斯真的在後面嗎﹖奧斯愈來愈擔心，當他看到地上發出的光就在 不遠的前方時，他忍不住回頭看了一下，隨著「啊」的叫聲，尤 里蒂斯就像幻影一樣消失了，答應神所說的話是絕對不能違背的。 破壞約定的奧菲爾斯再也無法靠近冥界了，他滿心悔恨和萬分傷 悲的回到森林後，整天不吃東西。美麗妖艷的森林女神想要用美 色引誘他，他也不為所動，野蠻善妒的女神一氣之下，就把奧菲 爾斯分成好塊，送上西天丟到河裡。據說在河裡被分開的奧菲爾 斯，手、腳、頭、琴依舊繼續唱著情歌，聞者莫不動容。音樂之 神阿波羅非常同情奧菲爾斯，於是把送給奧菲爾斯的那一個豎琴 也送上了天空而成了天琴座。 星座神話之~雙子座(Gemini) 卡斯托魯和普魯克斯是萬神之王 宙斯和斯巴魯達王國的蕾達王妃 所生的雙胞胎，卡斯托魯擅長馴 服狂暴的馬，在打仗方面也很有 一套﹔普魯克斯則是一位拳擊冠 軍。他們兩個贏過各式各樣的奧 林匹亞競技，又參加各式各樣的 冒險，以勇者的榮譽名滿希臘。 他們兩人有另一對雙胞胎表兄弟叫做伊達斯和紐久斯，伊 達斯有很強的力量，而紐久斯有一副好眼力。有一天，從 庫魯基絲回來的卡斯托魯和普魯克斯和他們的表兄弟發生 嚴重的爭吵，卡斯托魯被伊達斯殺死了。雖然後來紐久斯 和伊達斯也被普魯克斯及宙斯的落雷殺死了，可是普魯克 斯仍然非常傷心。 普魯克斯下定決心要前往卡斯托魯將前往的死者之國，可 是命運實在太殘酷了，因為卡斯托魯繼承了母親的血，而 普魯克斯繼承了父親的血永遠不死，他傷心的哭著說﹕ 「宙斯呀！我失去我最愛的兄弟，已沒有任何力量繼續生 存了，請讓我也前往卡斯托魯的方向去吧！為此我願意獻 上我的生命。」宙斯聽到這份傷悲的祈禱後，深受感動就 將卡斯托魯和普魯克斯兩個人送上天空變成星座，就成了 雙子座。 十二.學習單元 星座盤操作測試 請準備好你的最佳伙伴「星座盤」前來闖關！ Ready? ...GO! 勇闖第一關 嗯!?發現了名稱不知、閃閃發亮的一顆星!? 1. 轉一轉星座盤，我發現到它的位置了，它的名稱是ˍˍˍˍ星 。 2. 若要在頭份的夜空中找到這顆星子，它會位在ˍˍ方仰角ˍˍ 度處。 3. 再轉一轉星座盤，在這一顆星子的周圍有一些星星一直 追隨著 他到地平面下去，這些星星分別是屬於哪些星座呢？ 第二關 1.季節不同，我們所看到的星座相同嗎? 2.為什麼有的星星會比較亮?有的會比較暗呢? 第三關 星星運行方向是由ˍˍ方向， 向ˍˍ方運行的！而北方天 空的星球以ˍˍˍˍ為中心， ˍˍ時針旋轉，24小時繞行一 圈。 。 第四關 趕快用星座盤查一查：1月20日晚上「獵戶座」大概在什麼 時間會升上地面？而，一個月後的同一天（2月20日的晚上），獵 戶座在什麼時間會升上地面？ 哈哈！我發現到： 1.經歷一個月，星星會提早或延遲多少時間出現？ 2.換句話說，經過一年後，星星會大約提早或延遲多少時間出現？ 所以我們可以知道：經歷了一年的時間後，我們將可在同一地點、 一日、同一時間，在夜空的同一位置見到同一顆星星。 3.而且我也知道了地球每一天會自轉一圈，每一小時會移動ˍ度。 → → → → 過關！ 結束