为什么极光都是绿的?(好吧,其实不仅仅有绿色,有些接近黄色或蓝色)


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5个答案
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老猫分子生物学准博士,天文爱好者

2014-01-22 11:50

这得从极光的成因说起。

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。


极光的光谱,氧和氮都能产生两种不同颜色的极光。图片来源:webexhibits.org

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,至于楼主提到的黄色,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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魔王黒沢行星科学 天文爱好者 二次元人 自然控

2014-01-22 11:49

简单的概念是:
极光(Aurora或Polar light或Northern light)出现于星球的高磁纬地区上空的发光现象。
地球的极光,由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。

极光产生的原因的话,

根据NASA的“瑟宓斯卫星任务”(2007/12)(Themis mission)中对于极光成因的研究,发现太阳释放的带电粒子像一道气流飞向地球,碰到北极上空磁场时又形成若干扭曲的磁场,带电粒子的能量在瞬间释放,最终才以灿烂眩目的北极光形式呈现。

地球的极光主要只有红、绿二色是因为在热成层的氮气和氧原子被电子撞破,分别发出红色和绿色光。
这项研究是由美国加州大学洛杉矶分校的安吉罗波洛斯主持,其研究结果已于2007年12月9日在“美国地球物理联合会”的学术会议中发表。


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Bond.Shinra心理学本科生

2015-03-20 07:53

诺,作为一个跑进北极圈亲眼看了极光的表示。我用肉眼看见的极光其实都是白色的,但是相机一照就变绿了。。。具体为啥我也不知道

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李思轩学生态的死宅

2015-03-19 17:44
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红橙黄绿蓝~五彩的欧若拉~

看来只是个神话啊……

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