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標題

到底極光是甚麼東西？


問題


之前看食尚玩家號角翔起介紹到北極看極光雖然看電視上看起來好像沒有他們說得那麼漂亮到底極光是什麼東西？


最佳解答


[極光] 極光（Aurora或Polar light或Northern light）出現於星球的高磁緯地區上空，是一種絢麗多彩的發光現象。而地球的極光，由來自地球磁層或太陽的高能帶電粒子流（太陽風）使高層大氣分子或原子激發（或電離）而產生。極光不只在地球上出現，太陽系內的其他一些具有磁場的行星上也有極光。 [原理] 極光發現的歷史很早，《河圖稽命征》上說：「附寶(黃帝之母）見大電光繞北斗權星，照耀郊野，感而孕二十五月，而生黃帝軒轅於青邱。」這很可能是指極光。部份中國學者認為《山海經·大荒北經》中的燭龍是指極光，古人形容為「人面蛇身，赤色，身長千里，鐘山之神也。」。 1619年，伽利略以曙光女神奧羅拉（Aurora） 之名創造出aurora borealis 一詞。伽利略解釋極光是由反射從地球上上升蒸氣的太陽光。 極光最易出現的時期是春分和秋分兩個節氣來臨之前，且春秋兩季出現頻率更甚夏冬。但2007年美國國家航空暨太空總署「THEMIS」任務的資料顯示，在春分和秋分兩節氣時地球位置與「磁索」交錯最甚，而非因四季交替影響才有此結果。[2]另外，在太陽黑子多的時候，極光出現的頻率也大。 [過去的理論] 在過去，有些理論被用來解釋這種現象，但現在都已經過時了。 班傑明·富蘭克林（Benjamin Franklin）的理論：神奇的北極光是濃稠的帶電粒子和極區強烈的雪和其他的濕氣作用造成的。 極光的電子來自太陽發射的光束。這是克利斯蒂安柏克蘭在1900年提出的說法，她在實驗室用真空室和磁化的地球模型，顯示電子是如何被引導至極區。這個模型的問題包括本身缺乏在極區的極光、負電荷本身自行散射這些光束、而且在近期內仍然缺乏任何太空中的觀測證據。 破水桶理論：極光是溢流出的輻射帶，這是詹姆斯范艾倫和工作夥伴大約在1962年首先提出的。他們指出在輻射帶內獲得的巨大能量很快就會在極光的漫射中耗盡。不久之後，很明顯的陷在輻射帶內的都是高能的帶正電離子，而在極光內幾乎都是能量較低的電子。 極光是太陽風中的粒子被地球的場線引導至大氣層頂端造成的,這適用於極光的尖點，但在間點之外，太陽風沒有直接的作用。另一方面，太陽風的能量主要都留駐在帶正電的離子，電子只有0.5eV，而在尖點上會上升至50-100eV，這仍然遠低於極光的能量。 [現代的理論] 根據美國國家航空暨太空總署「瑟宓斯衛星任務」（2007/12）（Themis mission）傳回的新數據，科學家發現太陽釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球，碰到北極上空磁場時又形成若干扭曲的磁場，帶電粒子的能量在瞬間釋放，以燦爛眩目的北極光形式呈現，而地球的極光主要只有紅、綠二色是因為在熱成層的氮氣和氧原子被電子撞破，分別發出紅色和綠色光。 這項研究是由美國加州大學洛杉磯分校的安吉羅波洛斯主持，其研究結果已於2007年12月9日在「美國地球物理聯合會」的學術會議中發表。 瑟密斯衛星任務的5個人造衛星群2007年2月成功發射升空，3月在阿拉斯加和加拿大上空偵測到北極光出現兩小時，同一時間衛星也偵測到帶電粒子流接觸到北極磁場。而讓安吉羅波洛斯驚訝的是，帶電粒子和磁場接觸形成的地磁風暴以每分鐘650公里的速度掠過空中，威力相當於芮氏規模5.5的地震。 科學家早就懷疑，北極光的能源來自帶電粒子與北極磁場接觸產生的扭曲磁場，但這個理論一直到2010年5月才獲得證實，當時瑟密斯任務的衛星群從地球上空6萬多公里首度測到扭曲磁場的結構。 極光是地球周圍的一種大規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近，地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線（Field line）集中到南北兩極。當他們進入極地的高層大氣時，與大氣中的原子和分子碰撞並激發，產生光芒，形成極光。[3] 在北半球觀察到的極光稱北極光，南半球觀察到的極光稱南極光，經常出現的地方是在南北緯度67度附近的兩個環帶狀區域內，阿拉斯加的費爾班克斯（Fairbanks）一年之中有超過200天的極光現象，因此被稱為「北極光首都」。 [形態] 極光按形態可分為： 勻光弧極光 射線式光柱極光 射線式光弧光帶極光 簾幕狀極光 極光冕 按觀測的電磁波波段分為： 光學極光 無線電極光 按激發粒子類型可分為： 電子極光 質子極光 按發生區域可分為： 極光帶極光 極蓋極光 中緯極光紅弧


其他答案


參考下面的網址看看http://phi008780520.pixnet.net/blog發現來自現代，勿以過去的未知為知之，許多事件都會受新發現或邏輯而更新。很久以前，人們以為極光只是太陽光被天上微小的冰塊反射而成的，但當科學家分析極光的光譜時，發現它與太陽的光譜並不相似，由此否定了這個說法。另一方面，極光的光譜卻和一些氣體在極高電壓下放電的光譜有不少相似之處。事實上，極光是地球大氣高層的氣體分子或原子受來自太陽的高能電子碰撞後發射的。簡單來說，分子或原子受電子碰撞後，會被激發至較高的能態，甚至被電離。當離子重新俘獲電子，輾轉回到基態的時候，便會被發射某些擁有特定波長的光波。這個模型解釋了極光的顏色。來自太陽的紫外線把氧分子分解成原子，成為了大氣最高層，也就是電離層的主要成份。當氧原子受電子激發後，便會發出極光那主要的淺綠色光芒。能量較高的電子則可深入大氣層較低的地方，激發那裡的中性氮分子，發出粉紅色或紫紅色的光輝。電離的氮分子則發出紫藍色的光。這些次要的激發豐富了極光的顏色，為這道美麗的卷簾添上了悅目的花邊。你好^^我是?米綺?很高興能為你解答喲極光~極光之美在寒冷的極地，萬里無雲的晴朗夜晚，漆黑的天空中佈滿了閃閃星光。猛一抬頭，忽然在黑色天幕的背景襯托下，看到一整片移動的光幕，移動的速度或快、或慢，通常帶著淺淺的冷綠色，有時又帶有淺鵝黃、或是一點點的紅。極光，並不是晚睡的人才能享受的美景，只是白天太陽的光線太強烈，往往會讓人察覺不到極光的出現，就像星星永遠都在，只是白天肉眼無法看得到一樣。極光出現的時間，短則半分鐘，長則甚至會持續半個小時以上，極光移動的速度也是有的快有的慢，在移動的過程中，千變萬化的型態，更是極光吸引人的地方！因此人們常會說，極光，就好像在漆黑的天空舞台上，優雅地演出一場「光」的舞蹈秀！極光的成因假想您是一位從沒看過、或聽說過「極光」的人，當您看到一片彩色的光幕在天空中漫舞，或是一條光帶緩緩地劃過天空，您會怎麼想呢？極光的成因，在19世紀中葉以前，一直被認定為極地空氣中的小冰片，反射太陽光而形成的。然而一位瑞典的科學家安格斯壯(1814~1874)提出了一個想法：如果極光真的是由小冰片反射太陽光形成的，那麼如果拿菱鏡去分析極光，必定可以將它折射成七個色光。安格斯壯分析的結果，確定它並不是被反射的太陽光，在經過光譜的分析之後，他推測，極光是放電現象的產物。就像現代都市街道上到處可見的霓虹燈，極光的放電原理與霓虹燈管十分類似。在幾近於真空的環境下，在比較低的電壓下就可以產生放電作用。極光的發生通常是在地球大氣層外圍的電離層，電離層中空氣稀薄，因此是容易放電的環境。當從太陽表面"吹送"出來的太陽風到達地球時，太陽風中的高能量帶電粒子，會順著地磁的磁力線方向往兩極方向移動，這些帶電粒子到了電離層，與大氣中氣體原子碰撞放電，就會發出瑰麗的極光。由於高層大氣中，氧原子含量較高，因此我們看到的極光多為綠白色，也就是氧原子被電離之後發出的光顏色，而偶爾看到像閃電那樣的紫紅色，則是氮原子電離後發光的顏色。而除了地球之外，天文學家們觀察到其他行星也有極光的現象。還有雙極光美國科學家最近第一次拍攝到地球雙極光的照片，顯示出質子極光和電子極光同時出現的情形。科學家指出，我們通常看到的北極光(Aurora)是一種電子極光(electronaurora)，這種極光是由太陽(Sun)發射出來的電子(electrons)粒子，碰撞到地球上空的磁場(magneticfield)而產生的，不過，很少人會看到同樣明亮的質子極光(protonaurora)，它是由帶陽性的電極的質子(proton)，亦即氫原子(hydrogenatom)的核子(nucleus)，碰撞到地球的磁場而產生的。檢視圖片由美國加州大學(UniversityofCalifornia)科學家製造的IMAGE人造衛星(satellite)，在二零零零年三月二十五日發射升空，這枚人造衛星攜帶有五組攝影機，利用不同波長wavelength的紫外線(ultraviolet)，拍攝球極光的情形，最近，IMAGE人造衛星拍攝到地球雙極光的照片。科學家指出，利用比較短波長的紫外線，可以拍攝到氫原子發射出來的光而利用比較長波長的紫外線，可以拍攝到氧(oxygen)原子發射出來的光，利用更長波長的紫外線，可以拍攝到氮(nitrogen)原子發射出來的光。當從太陽表面"吹送"出來的太陽風到達地球時，太陽風中的高能量帶電粒子，會順著地磁的磁力線方向往兩極方向移動，這些帶電粒子到了電離層，與大氣中氣體原子碰撞放電，就會發出瑰麗的極光。由於高層大氣中，氧原子含量較高，因此我們看到的極光多為綠白色，也就是氧原子被電離之後發出的光顏色，而偶爾看到像閃電那樣的紫紅色，則是氮原子電離後發光的顏色。而除了地球之外，天文學家們觀察到其他行星也有極光的現象。希望有幫助到你喔:)參考資料：網路太陽風的帶電粒子因為地磁的影響而大多飛往南北極因為與空氣碰撞而產生極光


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