极光的形成原因
极光的形成是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,在地球南北两极附近地区的高空,夜间出现的灿烂美丽的光辉。
在南极被称为南极光,在北极被称为北极光。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空,一般呈带状、弧状、幕状、放射状,这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光产生的条件有三个:大气、磁场、高能带电粒子。这三者缺一不可。
极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近,地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线(Fieldline)集中到南北两极。当进入极地的高层大气时,与大气中的原子和分子碰撞并激发,产生光芒,形成极光。
极光主要的颜色有:
1、红色:在最高海拔处,以原子氧为主,受激发的原子氧(O)跃迁时常发射波长为630纳米的光(红色);由于原子氧浓度很低,而人眼对这个波长的光的灵敏度低,所以只有在太阳活动很强烈的时期,夜晚出现这种颜色的极光才容易看到。
2、绿色:海拔高度较低时,粒子碰撞频繁,抑制了红光的这种过程,以绿色光(557.7纳米)为主。受激发的分子氮(N2)通过碰撞将能量传递给氧原子(O),然后氧原子辐射绿色波长的光。
3、粉红色或黄色:由绿光和红光的过程按一定比例混合,***同作用而成。
4、蓝色:海拔较低的地方分子氮和分子氮的离子在某些极光过程中占据主导地位,其中428纳米波长的光(蓝色)的发射又是主要的。