* ?. y' e1 i, n& g0 W下面是北极光的物理原理: : t' @( T4 d' X$ d; q( e * O4 R) z {8 J! t3 F& T首先,太阳表面的巨大火焰会释出“太阳气体”—即具有能量的质子和电子。经过两天的时间,这些粒子(质子与电子)会到达地球而被吸引至北极和南极的上空(注:南极也会产生类似北极光的现象,称为南极光(aurora australis))。此时,电子(带负电)会受地球磁场影响而偏折成片状的电子束,类似於铁屑受磁场磁力的影响而生成一系列的线条。这些电子在地球上空会与 O2 或 N2 碰撞而使 O2 和 N2 激发、游离或分解成 O 和 N 的原子。 8 l5 F8 V7 X" C: b 5 o) K5 K$ e' T" T 这些因碰撞而生成的具能量激发态原子、离子或分子回复至基态时,会释放出能量,如 释出红光(波长约630nm);释出紫光(波长约391.4nm)和蓝光(波长约470.0nm);氧原子则放出黄绿光(波长约557.7nm)灰深红色光(波长约630.0nm)。8 b0 u. M; t2 @
6 W5 a \* U; O3 W) J% H 质子也扮演了部分角色,当质子来到地球上空时,会与氧原子产生多次碰撞,因质子会夺取氧原子的一个电子而生成 离子和 H 原子,此二物种回复至基态时也会释放特定的光波,而使北极光的颜色更为多样,特别是氢原子的巴耳麦系光谱(Balmer series),几乎包含了各色光的波长。 v4 X, }/ O8 ]: t5 M, \
' N, n( a+ a% p+ W6 c1 d1 C 离北极约2000公里的人们大概每晚均可见至北极光,住在美国北部的居民每年只可见得数次。但当太阳表面的活动不寻常地活跃而产生大量的太阳气体时,连位在南部的墨西哥偶而也能一睹其风采