極光是怎麼形成的？為啥大部分極光都是綠色的？

極光之美

極光被視為自然界中最漂亮的奇觀之一，極光多種多樣，五彩繽紛，形狀不一，綺麗無比，在自然界中還沒有哪種現象能與之媲美。

極光產生的原理

太陽每時每刻都在進行著核聚變，一直都在向外界釋放著各種能量包括各種帶電粒子。當太陽有活躍的活動時，比如太陽黑子、太陽耀斑等等時，它發射的帶電粒子會比平時多很多，這些高能的帶電粒子進入我們地球附近。地球是一個大“磁鐵”，它具有很強的地磁場，帶電粒子在地球“保護傘”的保護下並不能順利地進入大氣層。於是帶電粒子就在需找我們地球磁場最弱的地方，終於在南北極找到了入口，因此極光大部分出現在南北極，因為這兩個地方的地磁場是最弱的。但是2010年8月1日的太陽風暴恰好面向地球爆發，攜帶大量帶電粒子的太陽風準確無誤地“擊中”地球，與地球磁場相互作用產生“磁暴”，使美國密西密歇根州、丹麥和英國等緯度稍低的地區都能夠看到美麗的北極光景觀。

大部分極光都是綠色原因

太陽活動時發生出來的高能帶電粒子在南北極進入我們地球的大氣層後，我們大氣中各種成分就會和這些帶電粒子發生激烈的碰撞，這些氣體分子就會獲得一部分高能粒子的能量。我們都知道原子受能量激發時是會發生電子躍遷的，也就從基態變成了激發態了，激發態是很不穩地的，它很快就會掉落到原來的基態。舉個簡單例子：如上圖當電子吸收了入射的光子能量後就會從基態（E1）躍遷到高能量的激發態（E2），但是這個激發態的狀態會很不穩定，所以它就很快會掉落回來基態（E1），那麼這個時候它就會釋放當初吸收的光子能量了。所以這個過程就把不可見的太陽風高能粒子轉化成了我們人類可以看見的可見光了。

我們可見光有很多種顏色，但是為什麼我們看到極光大部分都是綠色的呢？這個主要是和我們空氣中的成份以及各種原子受激輻射需要的能量有關係，氧氣佔我們空氣約五分之一，在大氣層還有一層厚厚的臭氧層，而且偏偏氧原子很容易受激輻射，高能粒子很大一分部分的能力都給氧原子吸收了。氧原子吸收能量後經過電子躍遷後釋放出來的可見光的波長剛好是557。7nm為主的綠光。那麼我們主要看到的是綠色極光，那麼還有沒有其他顏色的鐳射呢？還會有紅色和藍色以及其他很少見的顏色，紅光主要出現在太陽活動特別活躍時，那麼帶電粒子的能量會很高，這時候高層的氧原子更加容易被激發成更加高狀態的激發態就會釋放出610nm紅光。藍光呢？主要是大氣中的氮原子受激輻射發出428nm的藍光。

極光為啥叫極光呢？就是因為它發生在極地產生的光。人生必須看一次極光，最好是選擇阿拉斯加或者挪威。

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