極光是怎麼引起的呢,極光是怎樣產生的?

2022-09-09 07:36:45 字數 4876 閱讀 1184

1樓:廣西師範大學出版社

幾年前的《北京晚報》上,刊載了一位中國人到北極圈觀測和拍攝極光的親身經歷,描述生動具體,節錄如下:

……北極區的冬夜是十分寒冷的,在山坡小松林裡,我乙個人在等待極光,支在雪地裡的照相機架已結滿白霜。晚上8點過後,突然在北方的天空出現一抹淡淡的白色光帶,離我很遠,幾分鐘後,它慢慢地消失了。一會兒,在方才出現光帶的附近,又出現一抹光帶,也是東西走向,在開始出現的一頭有個亮邊,似乎在變化,變亮。

粗看整個光帶像中國書法那漫不經心的一抹,頭重尾輕。細看光帶中間有發亮的豎紋,在慢慢移動,也是幾分鐘左右開始變暗。這兩次極光像是一段序曲,似乎告訴站在雪地裡的人不要離開,精彩的演出馬上就要開始。

沒有想到它的到來是那麼驚心動魄。突然,幾乎就在頭頂上,一片巨集大的光幕垂了下來,強烈的黃白色的光把地面灌木叢的影子都顯出來了。想象中從來沒有見過這樣的景色,霎時山坡的森林,地面的樓房,都顯得渺小了。

它橫貫半個天空,看它遠處一端,好像直落地面。這個帶狀的巨大光幕在慢慢地游動,一些細小的光束又在整個光帶內扭動、彎曲和飄移。大光帶一邊運動,一邊改變容貌,一會兒摺疊起來,一會兒又,再一會兒分成了兩束。

一束由一條像遊龍似的光帶變成垂滿半個天空的捲曲的幕布,幕布下部邊緣還像鑲了乙個亮邊。在10分鐘內整個演出可以由左半個天空移到右半側,但是無論怎樣變化,它連成一體並不破裂。整個過程歷時約20分鐘。

隨後它慢慢變淡、消失,最後在夜空留下談得幾乎看不出來的一片白色的殘跡……

在高緯度的地球兩極附近地區,比如歐洲北部的挪威、瑞典等國家,一年之中能見到極光幾十次,見多不怪。在中緯度的我國東北、內蒙、新疆一帶,有時偶爾也出現極光,這往往引起人們的恐慌與議論。

那麼,極光到底是怎麼引起的呢?

這還得從太陽說起。

我們的太陽是乙個龐大而熾熱的氣體球,它的表面溫度在6000℃以上,中心溫度高達155萬℃以上。太陽的內部進行著像氫彈**那樣的熱核反應,經常處在激烈的活動中。組成太陽的物質元素在發生熱核反應的過程中,釋放出大量的光能和熱能,同時也產生強大的帶電粒子流,並從太陽向四面八方發射出來,以大約每秒400千公尺的極大的速度噴向宇宙空間。

太陽內部活動特別激烈的時候,太陽表面能激起很高很高的旋渦,遠遠看去,太陽上出現了點點黑影,人們叫它太陽黑子。出現太陽黑子或者太陽黑子特別多的日子,這種帶電粒子流會大量產生。當這些帶電粒子流的一部分射進地球外圍稀薄的高空大氣層時,大氣中的氧、氮、氫、氖、氦等氣體分子或原子受到來自太陽的帶電粒子流的衝擊和激發,就發出不同顏色的光,於是出現了極光。

氣體原子受衝擊而發光是怎麼一回事兒呢?原來,任何化學元素的原子都由乙個原子核和核外若干電子組成。比如氧原子,它的原子核外有8個電子,它們各自按本身能量大小都佔據一條「許可」的軌道繞原子核旋轉。

軌道高原子核的遠近各不相同,有的軌道上還不一定有電子,是空著的。在受到外力影響的時候,比如受到來自太陽的帶電粒子流的衝擊,氧原子的內層軌道上的電子得到能量後會自動跳向外層軌道。但是這種跳向外層軌道的電子很不穩定,很快就會跳回內層原來的軌道上去,同時以光子的形式把剛得到的能量又釋放了出來,於是人們見到了光。

由於高空各種氣體受到來自太陽的帶電粒子流衝擊而發出的光波頻率各不相同,這種不同頻率的光波射入人們的眼睛,視覺上就產生不同的顏色。極光中的綠色光是高空氧原子受衝擊而生成的,極光中的紅色光是高空氮原子受衝擊而生成的,極光中的黃色光是高空鈉原子受衝擊而生成的。所以從極光的光譜中,反過來也可以了解地球外層的高空大氣中到底存在哪些化學元素。

那麼,為什麼極光大多出現在地球上高緯度的南、北兩極附近,為什麼有時候就不限於兩極地區,別的地方也會出現呢?

極光出現在地球北極附近上空的叫北極光,出現在地球南極附近上空的叫南極光。極光一般出現在離地面80千公尺到1000千公尺以上的空氣十分稀薄的高空大氣層內。

極光之所以一般出現在地球的南、北極附近上空,是有一定原因的。這又跟地球本身有關。我們的地球可以看做是一塊大磁石,跟其他磁體一樣,地球周圍存在磁場,也有磁北極和磁南極,它們分別在地理上的北極和南極附近。

指南針所以能夠指示南、北方向,也正是因為地球周圍空間存在磁場,地球上實際存在磁北極和磁南極的緣故。跟一切磁體一樣,比如一根磁棒,磁性最強的部位在磁體的兩端,在兩個磁極處,地球的北磁極和南磁極磁性也很強。從太陽噴射出來的帶電粒子是帶有正、負電荷的,在射向地球的過程中,因為受地球磁場的影響,受地球南、北磁極的吸引,帶電粒子按正、負電荷不同分別偏向南磁極和北磁極,奔向地球南、北磁極上空,那兒高空的稀薄氣體受大量帶電粒子流的衝擊而出現極光。

所以地球上南、北兩極出現極光的機會最多。

極光的形狀多樣並不斷變幻,也跟地球磁場有關。極光的忽隱忽現和扭曲擺動,是由於地球磁場受太陽內部激烈活動影響而在方向和磁力大小上發生變動的緣故。

在地球南、北極附近地區,也不是天天能見到極光的,只有在太陽內部活動特別激烈的日子,特別是出現太陽黑子的日子,在大量產生帶電粒子流的時候,才出現極光。那兒一年裡出現極光次數的多少也每年不一樣。因為太陽黑子由多到少、再由少到多的變化是有週期性的,它的平均週期大約是11年多一點兒。

2023年曾經是太陽黑子最多的一年,所以2023年前後又將是太陽黑子較多的年頭,出現極光的次數也會增多。

我在前面說了,在我國的有些地區,也看到過北極光。比如2023年3月2日夜,我國黑龍江省漠河地區和呼瑪縣、新疆北部阿勒泰地區,人們都看到了罕見的北極光。

2023年6月18日晚10時10分前後,在內蒙化德等幾個縣和河北省北部的隆化等幾個縣,人們都看到了耀眼的白色弧形的北極光,歷時20分鐘左右。

特別強大的極光有時候在中、低緯度地區也能看到,比如2023年9月1日在低緯度的夏威夷群島人們看到過極光,2023年2月4日在低緯度的印度孟買也曾出現過極光。這是因為特別大量的帶電粒子流射入大氣層時,會形成大氣裡的附加電流,從而產生磁場。這個附加電流所產生的磁場會擾亂地磁場,影響地磁場的方向,在這種情況下極光就不僅發生在地球的兩極附近,在中、低緯度地區也會出現。

當然,這種機會是極少極少的。

其實極光不僅發生在夜裡,白天也能產生,只不過由於白天太陽光很強,極光被太陽光湮沒了,人們看不見罷了。

2樓:happy腦洞菌

是一種絢麗多彩的等離子體現象,其發生是由於太陽帶電粒子流(太陽風)進入地球磁場,在地球南北兩極附近地區的高空,夜間出現的燦爛美麗的光輝。

極光是怎樣產生的?

3樓:石油工業出版社

其實,極光是來自大氣外的高能粒子(電子和質子)撞擊了高層大氣中的原子從而產生的。這種相互作用常發生在地球磁極周圍區域。作為太陽風的一部分荷電粒子在到達地球附近時被磁場捕獲,並朝向磁極下落。

它們與氧和氮的原子碰撞,激發成為電離態的離子,這些離子發射不同波長的散射,產生出紅、綠或藍等特徵色,這就是極光。

雲朵狀極光片。

地磁場分布在地球的周圍,被太陽風包裹著,形成乙個叫做磁層的棒槌狀腔體。我們可以把磁層看成是乙個碩大無比的電視映象管。它將進入高空大氣的太陽風粒子流匯聚成束,聚焦到地磁的極區。

極區大氣就好像映象管的螢光屏,極光則是電視螢幕上移動的影象。

但是,這個電視螢幕不僅僅是幾十寸可以形容的——它是直徑為4000千公尺的極區高空大氣。通常,地面上的「觀眾」,在某個地方只能觀賞到畫面的1/50。

電視機的原理是:在電視映象管中,電子束擊中電視螢幕,因為屏上塗有發光物質,會發射出光,顯示成影象。

同樣,來自太空的電子束,打入極區高空大氣時,會激發大氣中的分子和原子,使其發光,人們便見到了極光。在電視映象管中,是一對電極和乙個電磁鐵作用於電子束,產生並形成一種活動的影象。在極光發生時,極光的動態顯示則是由粒子束受到磁層中電場和磁場變化的調製造成的。

極光不僅有可見光的影象,而且會發出各個波段的射電輻射,天文學家可以用雷達進行探測研究,甚至有研究稱極光還會發出聲音。

4樓:畫堂晨起

極光是地球周圍的一種大規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近,地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線(field line)集中到南北兩極。當他們進入極地的高層大氣時,與大氣中的原子和分子碰撞並激發,產生光芒,形成極光。

基本分類

1.按照極光的形態分類,可分為勻光弧極光、射線式光柱極光、射線式光弧光帶極光、簾幕狀極光、極光冕等。

2.按照極光觀測的電磁波波段,可分為光學極光、無線電極光等。

3.按雷射激發粒子型別,可分為電子極光、質子極光等。

4.按照極光發生區域,可分為極蓋極光、極光帶極光、中緯極光紅弧等。

現代觀點

極光雖然美麗,但是在地球大氣層中投下的能量,可以與全世界各國發電廠所產生電容量的總和相比。這種能量常常攪亂無線電和雷達的訊號。

極光所產生的強力電流,也可以集結在長途**線或影響微波的傳播,使電路中的電流區域性或完全「損失」,甚至使電力傳輸線受到嚴重干擾,從而使某些地區暫時失去電力**。怎樣利用極光所產生的能量為人類造福,是當今科學界的一項重要使命。

5樓:happy腦洞菌

是一種絢麗多彩的等離子體現象,其發生是由於太陽帶電粒子流(太陽風)進入地球磁場,在地球南北兩極附近地區的高空,夜間出現的燦爛美麗的光輝。

6樓:韋雨壬邃

極光的形成和太陽活動、地磁場與高空大氣都有密切關係。

7樓:科學放映室

極光現象怎麼形成的?

極光是怎麼產生的?

8樓:易書科技

地球大氣中的不同成分導致了極光顏色的五彩繽紛。地球周圍的大氣中,含不同的氣體分子。當從太陽來的帶電微粒與不同的氣體分子衝撞時,就發出不同顏色的光。

比如大多數的極光是紅色和綠色,是氧原子同太陽風中的帶電粒子碰撞產生的,氮氣受到衝擊能產生粉色、藍色和紫色極光,如氖氣受到衝擊時就發出比較罕見的橘黃色極光,氦發紫光。極光的形成與太陽活動息息相關,太陽風活動的水平同樣會對極光的顏色和強度產生影響。逢到太陽活動極大年,可以看到比平常年更為壯觀的極光景象。

在許多以往看不到極光的緯度較低的地區,也能有幸看到極光。2023年4月6日晚,在歐洲和美洲大陸的北部,出現了極光景象。在地球北半球一般看不到極光的地區,甚至在美國南部的佛羅里達州和德國的中部及南部廣大地區也出現了極光。極光

極光是怎樣形成的,極光是怎麼形成的?

是一種絢麗多彩的等離子體現象,其發生是由於太陽帶電粒子流 太陽風 進入地球磁場,在地球南北兩極附近地區的高空,夜間出現的燦爛美麗的光輝。極光現象怎麼形成的?極光是怎麼形成的?極光是地球周圍的一種大規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近,地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線 field line ...

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