極光為什麼多是綠色的,極光是怎麼產生的?

時間 2022-02-24 05:55:03

1樓:月似當時

因為在距離地面10萬~15萬米的高空中,被激發的電子在回到靠近原子核的軌道之前,還可以逗留在一個亞穩定的狀態(第一激發態),並放出綠光。所以在中等海拔的地方(60千米~150千米),極光多以綠色為主;在高海拔的地方(150千米以上),極光多以紅色為主。

高層大氣中的分子或原子,在被來自太陽的高能帶電粒子激發後,會釋放出一定的能量。大氣中氣體成分雖多,但仍以氮氣和氧氣為主,二者的總和佔到了地球大氣層的99%,因此決定極光顏色的主要就是氮氣和氧氣。

氧原子有8個電子,不同軌道上的電子具有不同的能量,離原子核越近的軌道,電子的能級越低。在正常狀態下,氧原子的電子處於最低能級,即電子在離核最近的軌道上執行。

擴充套件資料

地球內部的流體運動產生了強大的地磁場,從太陽上飛過來的帶電粒子流在接近地球時,由於受到地磁場的影響,就會以螺旋形的運動方式飛向兩個磁極。

地球的磁層,實際上是用地球磁場的磁力線編織起來的「保護傘」,它包裹著整個地球,保護著地球上的生物,使它們免受太陽風粒子的襲擊。

不過這張「網」並非想像中那麼「結實」,在南北極的上空就出現了較大的「間隙」,使得一部分太陽風乘虛而入,進入了地球磁場的磁尾,這就是為什麼極光現象多被控制在兩極地區的上空。

不過,在太陽噴發的帶電粒子流非常強烈的年份裡,兩極地區以外的一些地方也有機會觀察到極光。也就是說,地球磁已經無法完全控制住所有的帶電粒子流了。

2樓:鴿子最純

每一種氣體釋放出它自己顏色的光。這種顏色就像人的指紋,因為沒有兩種氣體會發出相同顏色的光,我們把這種獨特的光稱作氣體的「光譜」。就像看到昏黃色的街燈就知道是納氣,而橙黃色的街燈就是純的氖氣,通常我們看到的五彩的霓虹燈是混合了其它氣體的氖氣。

那麼,極光為什麼會有不同顏色呢?極光的顏色是由地球大氣中的氣體所決定的。在電離層,發生碰撞的地方,太陽粒子和氧氣、氮氣原子相碰撞,氧原子發出綠光和紅光,氮原子發出藍光。

因為地球大氣裡主要是氧和氮.所以藍色和綠色

3樓:匿名使用者

極光在不同的環境、不同的氣候、不同的時間會呈現多種色彩的變幻,科學家發現,極光呈現的顏色是由以下四個因素決定的:(1)入射粒子的能量;(2) 大氣中的原子和分子在不同高度的分佈狀況;(3)大氣中原子和分子本身的特性;(4)大氣的密度不均勻,基本上越接近地表密度越高。

入射粒子的能量高低決定了粒子能夠衝入大氣的深度,因此決定了極光產生的高度;而大氣成分隨高度的變化決定了入射粒子可能會撞擊到哪種原子或分子,因此決定了可能發出的極光波長。此外,大氣粒子本身的特性也很重要,這些特性直接決定所發出光的顏色。

另外,大氣密度也會影響極光的顏色。由於高層大氣密度較低,發光的過程不會受到原子和分子彼此碰撞的干擾。不過,距離地表越近,大氣密度越高,分子之間的撞擊較為頻繁,這會使得某些波長的光不容易產生。

決定極光顏色的主要因素之一,就是不同種類分子在大氣中的垂直分佈狀況。接近地表處,大氣的組成十分均勻,78%是氮分子,21%氧分子,這樣的組成直到高度約100公里為止都是如此。在更高之處,來自太陽的高能紫外線會將大氣分子分解成原子,不同種類的原子受到重力影響而產生不同的分佈,較輕的原子會分佈在上層。

在大氣層的最頂端,也就是約在距離地表500公里處,氫與氦原子佔了大部分;距離地表200~500公里之間,氧原子的數目最多;在100~200公里之間,則是氮分子的數目最多,其餘主要是氧原子和氧分子;60~100公里主要由氧分子和氮分子構成。

知道了以上大氣的分佈,你就能猜到,高度介於60~100公里的極光,主要的光應該來自氧和氮分子;100~200公里的極光主要由氮分子和氧原子所貢獻;在200公里以上,極光主要來自氧原子,少部分來自氮分子;在大氣的最高層,氫與氦原子也會產生極光,不過這些光十分微弱,肉眼不容易見到。

大氣的密度也是決定極光顏色的重要因子之一。在地表附近,每立方厘米的空氣約有高達10的19次方個分子。大氣密度隨著高度而降低,在距離地表50公里處,密度下降1000倍。

到了100公里處,密度更是比海平面降低200萬倍。不過,到了200公里的高空,每立方公分仍然有100億顆 (10的10次方)氣體粒子。相比之下,太陽風粒子的密度僅為大約每立方厘米5顆。

儘管150公里以上的高空仍然有許多氣體粒子,粒子之間的撞擊已經不像低空那樣頻繁。碰撞會影響極光顏色,這是由於撞擊會把處於激發狀態的原子或分子的能量奪走,而這能量原本是會放射出特定顏色的光。由於氧原子第一激發態的生命期長達110秒,在這段時間內如果受到其他原子撞擊,就會失去能量而無法放出波長6300埃的紅光。

在200公里以上的高空,碰撞頻率很低,所以影響不大,但是在比較低的高度,紅色光就明顯受到抑制。

4樓:牽懷桃

知道了

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