如题.
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。
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。
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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第1个回答 2013-10-15
卟单止遈绿色嘚,还有其他狠多颜色
第2个回答 2013-10-15
7色的
第3个回答 2013-10-15
转载自baidu
极光的颜色由以下4个因素决定:
1 入射粒子的能量
2 大气中的原子和分子在不同高度的分布状况
3 大气中原子和分子本身的特性
4 大气的密度不均匀,基本上越接近地表密度越高。
入射粒子的能量高低决定了粒子能够冲入大气的深度,因此决定了极光产生的高度;而大气成分随高度的变化决定了入射粒子比较可能会撞击到哪种原子或分子,因此决定了可能发出的极光波长。此外,大气粒子本身的特性也很重要,这些特性直接决定所发出光的颜色。
另外,大气密度也会影响极光的颜色。由于高层大气密度较低,发光的过程比较不会受到原子和分子彼此碰撞的干扰。不过,距离地表越近,大气密度越高,分子之间的撞击较为频繁,这会使得某些波长的光比较不容易产生。
决定极光颜色的主要因素之一,就是不同种类分子在大气中的垂直分布状况。接近地表之处,大气的组成十分均匀,78%是氮分子,21%氧分子,这样的组成直到高度约100公里为止都是如此。在更高之处,来自太阳的高能紫外线会将大气分子分解成原子,不同种类的原子受到重力影响而产生不同的分布,较轻的原子会分布在上层。
在大气层的最顶端,也就是约在距离地表500公里处,氢与氦原子占了大部分;距离地表200至500公里之间,氧原子的数目最多;在100至200公里之间,则是氮分子的数目最多,其余主要是氧原子和氧分子;60至100公里主要由氧分子和氮分子构成。
知道了以上大气的分布,读者应该就能猜到,高度介于60至100公里的极光,主要的光应该来自氧和氮分子;100至200公里的极光主要由氮分子和氧原子所贡献;在200公里以上,极光主要来自氧原子,少部分来自氮分子;在大气的最高层,氢与氦原子也会产生极光,不过这些光十分微弱,肉眼不容易见到。
大气的密度也是决定极光颜色的重要因子之一。在地表附近,每立方公分的空气约有高达10的19次方个分子。大气密度随着高度而降低,在距离地表50公里处,密度下降1000倍。到了100公里处,密度更是比海平面降低200万倍。不过,到了200公里的高空,每立方公分仍然有100亿颗(10的10次方)气体粒子。相较之下,太阳风粒子的密度仅约为每立方公分5颗。
尽管150公里以上的高空仍然有许多气体粒子,粒子之间的撞击已经不像低空那样频繁。碰撞会影响极光颜色,这是由于撞击会把处于激发状态的原子或分子的能量夺走,而这能量原本是会放射出特定颜色的光。由于氧原子第一激发态的生命期长达110秒,在这段时间内如果受到其他原子撞击,就会失去能量而无法放出波长6300埃的红光。在200公里以上本回答被网友采纳
极光的颜色由以下4个因素决定:
1 入射粒子的能量
2 大气中的原子和分子在不同高度的分布状况
3 大气中原子和分子本身的特性
4 大气的密度不均匀,基本上越接近地表密度越高。
入射粒子的能量高低决定了粒子能够冲入大气的深度,因此决定了极光产生的高度;而大气成分随高度的变化决定了入射粒子比较可能会撞击到哪种原子或分子,因此决定了可能发出的极光波长。此外,大气粒子本身的特性也很重要,这些特性直接决定所发出光的颜色。
另外,大气密度也会影响极光的颜色。由于高层大气密度较低,发光的过程比较不会受到原子和分子彼此碰撞的干扰。不过,距离地表越近,大气密度越高,分子之间的撞击较为频繁,这会使得某些波长的光比较不容易产生。
决定极光颜色的主要因素之一,就是不同种类分子在大气中的垂直分布状况。接近地表之处,大气的组成十分均匀,78%是氮分子,21%氧分子,这样的组成直到高度约100公里为止都是如此。在更高之处,来自太阳的高能紫外线会将大气分子分解成原子,不同种类的原子受到重力影响而产生不同的分布,较轻的原子会分布在上层。
在大气层的最顶端,也就是约在距离地表500公里处,氢与氦原子占了大部分;距离地表200至500公里之间,氧原子的数目最多;在100至200公里之间,则是氮分子的数目最多,其余主要是氧原子和氧分子;60至100公里主要由氧分子和氮分子构成。
知道了以上大气的分布,读者应该就能猜到,高度介于60至100公里的极光,主要的光应该来自氧和氮分子;100至200公里的极光主要由氮分子和氧原子所贡献;在200公里以上,极光主要来自氧原子,少部分来自氮分子;在大气的最高层,氢与氦原子也会产生极光,不过这些光十分微弱,肉眼不容易见到。
大气的密度也是决定极光颜色的重要因子之一。在地表附近,每立方公分的空气约有高达10的19次方个分子。大气密度随着高度而降低,在距离地表50公里处,密度下降1000倍。到了100公里处,密度更是比海平面降低200万倍。不过,到了200公里的高空,每立方公分仍然有100亿颗(10的10次方)气体粒子。相较之下,太阳风粒子的密度仅约为每立方公分5颗。
尽管150公里以上的高空仍然有许多气体粒子,粒子之间的撞击已经不像低空那样频繁。碰撞会影响极光颜色,这是由于撞击会把处于激发状态的原子或分子的能量夺走,而这能量原本是会放射出特定颜色的光。由于氧原子第一激发态的生命期长达110秒,在这段时间内如果受到其他原子撞击,就会失去能量而无法放出波长6300埃的红光。在200公里以上本回答被网友采纳