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1、极光,0510189 陈超,什么是极光,在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。有时它像一条彩带，有时它像一团火焰，有时它又像一张五光十色的巨大银幕。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。静寂的极地由于它的出现骤然显得富有生气。这种壮丽动人的景象就叫做极光。,极光的产生机理,极光是天空中的一种特殊光芒，是人们能用肉眼看见的唯一的高空大气现象，它常常出现在南北半球的高纬度地区，主要是在南极区和北极区。 极光是自然界中最壮美的彩光现象。大自然偏爱在地球南北两极地区的夜空中大规模燃放“天火”和“礼花”。这种大自然的艺术杰作最早都在北极地区看到，称为北极光，后来
2、在南极地区同样也被看到，称为南极光，南北极光泛称极光。 极光是划过南北两极地区上空的呈带状、弧状、放射状或幕状的耀眼光象。是人们能用肉眼唯一看见的高空大气现象，常常出现在地球的高纬度地区，主要是南极和北极。这种光的美丽显示，是由高空大气中的放电辐射造成的。极光的色彩、亮度千变万化，美丽壮观，难以描绘。大气磁场和太阳风是形成极光的必不可少的条件。按照形态，极光分为5种：底边整齐微微弯曲的圆弧状的是极光弧；飘带状的极光带；云朵一般的极光片；面纱一样的极光幔；沿磁力线分布的射线状的极光芒。极光的形状千姿百态，有的像幕帘，有的像游蛇，有的像火焰，有的像百褶裙，仿佛女神们在持彩练当空舞；有的静静悬垂，有
3、的缓缓飘摇，有的忽隐忽现，有的闪闪烁烁，更有的像万炮齐发。极光的颜色以绿红蓝为主，橙黄灰白也有出现，这些色彩以难以名状的姿态变幻，把荒凉寂寞的极地夜空装点得娇艳绮丽无比。凡是看到过极光的人无不赞叹大自然艺术之神妙，为之倾倒，终身难忘。,现代天文学和地球物理学相结合终于揭开了极光生成之谜那就是：太阳。太阳不仅源源不断地向空间和地球输送大量的光和热，同时还吹刮着阵阵太阳风：高能的电子和质子。地球是个大磁球，密密麻麻的磁力线穿透地磁南北两极，在地球高空形成一圈磁层。太阳风的带电高能粒子被磁层屏蔽不能冲进地球，然而却可以沿着地磁两极的磁力线之间的缝隙漏斗钻进磁层，然后在高空猛烈轰击地球大气中的氧和氮的
4、分子、原子（被地球磁力线“捕获”），激发出光辐射， 这便是极光（见附图：极光的形成原理）。,为什么极光出现在地球两极,极光与太阳,产生极光的原因是来自大气外的高能粒子（电子和质子）撞击高层大气中的原子的作用。这种相互作用常发生在地球磁极周围区域。现在所知，作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时，被地球磁场俘获，并使其朝向磁极下落。它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩。在太阳活动盛期，极光有时会延伸到中纬度地带，例如，在美国，南到北纬40度处还曾见过北极光。,在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称
5、为太阳风。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极，从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，一般称之为北极光。,学家已经了解到，地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下，它已经变成某种流线型。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩，相反方向却拉出一条长长的，形似慧尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1，000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用，变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具冻
6、结磁力线特性，所以，太阳风粒子不能穿越地球磁场，而只能通过极尖区进入地球磁尾。,当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发)，常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速，并沿磁力线运动。从极区向地球注入，这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子，使后者被激发-退激而发光。不同的分子，原子发生不同颜色的光，这些单色光混合在一起，就形成多姿多彩的极光。事实上，人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕。地球磁场为电子束导向磁场。,极光有发光的帷
7、幕状、弧状、带状和射线状等多种形状。发光均匀的弧状极光是最稳定的外形，有时能存留几个小时而看不出明显变化。然而，大多数其他形状的极光通常总是呈现出快速的变化。弧状的和折叠状的极光的下边缘轮廓通常都比上端更明显。极光最后都朝地极方向退去，辉光射线逐渐消失在弥漫的白光天区。造成极光动态变化的机制尚示完全明了。,极光本质,极光的美丽传说,“极光”这一术语来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”的化身，是希腊神泰坦的女儿，是太阳神和月亮女神的妹妹。当人类第一次仰望天际惊见北极光的那一刻开始，北极光就一直是个“谜”。长久以来，人们都各自发展出自己的极光传说，爱斯基摩人认为“极光，是鬼神引导
8、死者灵魂上天堂的火炬”。原住民则视“极光为神灵现身，深信快速移动的极光会发出神灵在空中踏步的声音，将取走人的灵魂，留下厄运”。人们知道极光至少已经有2000年了，并且极光一直是许多神话的主题。在中世纪早期，斯堪的纳维亚的海盗相信，极光是骑马奔驰越过天空的勇士。在北极地区，因纽特人认为，极光是神灵为最近死去的人照亮归天之路而创造出来的。,长期以来，极光的成因一直众说纷纭。有人认为：它是地球外缘燃烧的大火；有人则认为，它是夕阳西沈后，天际映射出来的光芒；还有人认为，它是极圈的冰雪在白天吸收储存阳光之后，夜晚释放出来的一种能量。这天象之谜，直到人类将卫星火箭送上太空之后，才有了物理性、合理的解释。,谢谢观赏,