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 。
【极光为什么是绿色的?】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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