為什么極光會(huì)是五彩的呢?
這是因?yàn)榭諝馐怯裳、氮、氫、氖、氦等氣體組成的。在帶電微粒流的作用下,各種不同的氣體所發(fā)出的光也不相同,因此就有各種不同形狀的顏色的極光。有的極光象帳幕,有的象圓弧,有的呈帶狀,有的呈射線狀;有的是橙紅色,有的紫紅色;有的色淡,有的色深。有時(shí)候天空中五彩繽紛,美麗極了。
一般極光(主要是指弧狀、垂幕狀、幕弧狀的極光)的亮度,以在距其下限的5一l0千米處最強(qiáng),自此向上或向下,極光強(qiáng)度均迅速減弱,但在距下限約15千米以上,亮度隨高度而減弱的程度就變得和緩些,其所以如此是由于下列原因所形成的。
當(dāng)正電微粒進(jìn)入大氣時(shí),與高空稀薄的大氣分子或原子相碰使它們電離,并激動(dòng)它們發(fā)光,發(fā)光的強(qiáng)度越與電離的程度成正比。當(dāng)正電微粒初入大氣時(shí),由于大氣密度過(guò)小,被電離的空氣不多,故極光寬度不很強(qiáng)。以后當(dāng)正電微粒繼續(xù)向下行進(jìn)時(shí),所遇的空氣質(zhì)粒加多,被電離的空氣也加多,因而極光亮度就漸漸加強(qiáng),到了距極光下限約7一10千米處,極光最亮,再向下,由于帶電微粒的速度已有相當(dāng)一部分減弱到小于臨界的最大電離速度,因而就不易使空氣電離,被電離的空氣分子也大為減少,極光亮度就又大為減弱了。但是侵入大氣造成極光的帶電微粒不單是正電微粒,還可能是負(fù)電微粒,在這種情況下,極光強(qiáng)度就不是正比于電離強(qiáng)度,而是正比于電子在其行徑中被大氣吸收的程度了。在很高的高空,由于電子速度很大,空氣又很稀薄,所以電子被吸收得不多,極光就不很強(qiáng),以后電子繼續(xù)向下走,速度變慢,所遇到的空氣密度漸大,電子被空氣吸收的也漸多,所以極光漸強(qiáng),約在距地110--140千米處極光最強(qiáng),再向下,由于電子已大部被空氣吸收了,所余的電子已不很多,能被空氣再行吸收的電子甚少,因此極光的亮度又大為減弱。
極光的表現(xiàn)有各種各樣的形式,就外形看:有的如光幕、有的如光冕、有的如光弧、有的如光斑、有的如光帶、有的如光柱、有的如光束;就結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō):有的是均勻片狀結(jié)構(gòu)的、有的是下部明顯上部模糊、有的是由線條構(gòu)成、有的是由斑點(diǎn)構(gòu)成;就輪廓來(lái)看:有的下面有輪廓上面沒(méi)有輪廓、有的則全部沒(méi)有輪廓,只在夜空中呈薄透明的一片;就運(yùn)動(dòng)的情況來(lái)看:有的靜,有的動(dòng),動(dòng)的情況也是各種各樣的:有的呈脈動(dòng)狀、有的如布幕因被風(fēng)吹而呈現(xiàn)的晃動(dòng)的樣子,有的呈橫掃狀、有的如火蛇般竄動(dòng)、有的則如火焰般竄動(dòng);就位置來(lái)看:有的在天頂(如冕狀極光)、有的在地平線上微露出來(lái)(如曙光狀極光)。在一次極光中可以同時(shí)呈現(xiàn)幾種式樣,有時(shí)極光是單層的,有時(shí)則是雙層的甚至是多層的。
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為什么極光大多在南北兩極附近的上空出現(xiàn)? |
為什么極光會(huì)是五彩的呢?