极光为什么是绿色的?

极光不仅是绿色的,而且它的颜色取决于太阳中的带电颗粒首先与大气层中的气体发生碰撞。大气层最上层的氧含量相对较高。当带电颗粒与氧碰撞时,会出…

极光不仅是绿色的,而且它的颜色取决于太阳中的带电颗粒首先与大气层中的气体发生碰撞。大气层最上层的氧含量相对较高。当带电颗粒与氧碰撞时,会出现绿光。

高层大气中的分子或原子在受到太阳高能带电粒子流的刺激后会吸收这部分能量。这些被激活的原子可能不会一直保持这样吸收能量的高能状态,而是会释放出一定能量的光子(也就是说,一定的波长),然后回到稳定的基态。

因此,决定极光颜色的是哪些气体分子/原子吸收了这些高能带电粒子的能量。

众所周知,氮气和氧气是大气层中含量最高的,占地球大气层的99%,因此最有可能决定极光的颜色“幕后黑手”毫无疑问,这两个元素。

氧气:释放绿色或棕红色的光,具体的光的颜色取决于它们吸收了多少能量,使它们跳到了什么水平。

氮:释放蓝光或红光。如果氮原子在离子化后再次获得电子,它将释放蓝光,否则它将直接返回基态并释放红光。

不难发现,氮气和氧气释放的光已经覆盖了极光的所有颜色。至于黄色,实际上是红光和绿光的叠加。

氧原子跳回基态时,如果不与其他颗粒碰撞,会有3/4秒发出绿光,然后2分钟发出红光。在大气层的顶部,氧含量相对较高,空气颗粒非常稀疏,所以有足够的时间释放深红色极光,如果海拔降低,这些激活的氧原子在释放红光之前与其他原子碰撞。当然,如果海拔较低,空气密度较高,这些被激活的氧原子就会在没有时间发光的情况下消失。

这就是为什么最高极光总是以红色为主;以氧绿为主,以氮红/蓝为辅;如果你往下走,只会有氮发出的红色或蓝色极光。

当然,根据各种形成条件的限制,极光的颜色也有偏好。最常见的极光是绿色的,其次是粉红色(少量绿色) 红色)、纯红色和黄色(红色 绿色),最罕见的是纯蓝色。但对于生活在低纬度的居民来说,当太阳活动强烈时,低海拔产生的红色极光会更常见。

由美

作者: 由美