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极光为什么是绿色的?优质

53次浏览 | 2020-07-04 00:44 更新
来源 :互联网
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极光为什么是绿色的? 本文由作者推荐
  • 01

    极光其实不只是绿色的,其颜色取决于太阳中的带电粒子跟大气层的哪种气体先发生碰撞,大气层的最上层氧气含量比较高,带电粒子跟氧气碰撞,就出现了绿色的光。

    (原文来自www.44jj.com)

    (经验分享www.44jj.com)

    高层大气中的分子或原子在被来自太阳的高能带电粒子流激发后,会将这部分能量吸收,这些被激活的原子或并不会一直保持这样吸收了能量的高能状态,而是会释放出一定能量(也就意味着一定波长)的光子,然后回到稳定的基态。

    因此决定极光颜色的,就是到底哪些气体分子/原子吸收了这些高能带电粒子的能量。

    我们知道,大气层中含量最高的是氮气和氧气,二者的总和占到了地球大气层的99%,因此决定极光颜色的最有可能的“幕后黑手”无疑就是这两种元素。

    氧气:释放绿光或者棕红色的光,具体发出什么颜色的光取决于它们吸收了多少能量,让他们跃迁到了什么能级上。

    氮气:释放蓝光或者红光,如果氮原子在离子化后重新获得了一个电子的话它会释放出蓝光,否则直接回到基态的话,会放出红光。

    我们不难发现,氮气和氧气释放出来的光线已经覆盖了极光的所有颜色,至于黄色,其实是红色光与绿色光的叠加。

    在氧原子跃迁回基态的时候,如果它没有与其他粒子碰撞的话,会有3/4秒时间发出绿色的光,然后有足足2分钟发出红色的光。在大气层的最上层,氧气含量相对较高,而且空气粒子之间十分稀疏,因此会有足够的时间来释放暗红色的极光,而如果海拔降低的话,这些被激活的氧原子还来不及释放红光就已经与其他原子碰撞了。当然如果海拔更低,空气密度更大的话,这些被激活的氧原子根本来不及发光就湮灭了。

    这也是为什么最高的极光总是以红色为主;其下是以氧的绿色为主,辅以氮的红色/蓝色;而再往下,则只会有氮发出的红色或者蓝色极光。

    当然,根据各种形成条件的限制,极光的颜色也是有偏好的。最常见的极光是绿色的,其次是粉色(少量绿色+红色)、纯红色和黄色(红色+绿色),最罕见的是纯蓝色。但是对于生活在低纬度的居民来说,在太阳活动强烈的时候,低海拔产生的红色极光会更为常见一些。

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