極光是怎樣形成的？極光是怎樣形成的？

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極光是原子與分子在地球大氣層最上層(距離地面100-200公里處的高空)運作激發的光學現象。它的形成有三大要素：太陽、風、地球磁場、大氣。所謂“太陽風”，是太陽對宇宙不斷放射的一種能量，它是由電子與質子所組成。由於太陽的激烈活動，放射出無數的帶電微粒，當帶電微粒流射向地球進入地球磁場的作用範圍時，受地球磁場的影響，便沿著地球磁力線高速進入到南北磁極附近的高層大氣中，與氧原子、氮分子等質點碰撞，因而產生了“電磁風暴”和“可見光”的現象，就成了眾所矚目的“極光”。極光是一種大自然天文奇觀，北極光沒有固定的型態、顏色也不盡相同，顏色以綠、白、黃、藍居多，偶爾也會呈現豔麗的洪紫色，曼妙多姿又神秘難測。極光的發生 只有在嚴寒的秋冬夜晚，高緯度的地區，才有機會目睹!!!!!!極光的型態可分為弧狀極光、帶狀極光、幕狀極光、放射狀極光等四種!!!!!雖然目前科學家已大至瞭解極光的成因，但極光仍留下許多難解的問題讓人們繼 續探索它的奧秘，如極光出現是否有聲音？加拿大國內北極圈內的土著們說，北極光會發出口哨聲和腳步聲，那是靈魂在天堂踏雪散步的聲音，還有太陽風撞擊地球磁場釋出的能量究竟有多大？等等，這都是科學家所急於想解開之謎，極光就像它本身一樣，如煙如霧，讓我們不禁歎大自然造物主的神妙。

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。



太陽風遇到地球磁場後帶電粒子的運動並不簡單。地球磁場與太陽風的磁場相互作用，產生了幾個區域。地球磁場被太陽風的磁場塑造成彗星狀的區域，兩者的磁力線在區域的邊沿 (稱為磁頂) 交接。當太陽風經過磁頂時，帶電粒子受磁場的磁力影響，質子會偏移至右方，而電子則偏移至左方 (你還記得如何從右手法則決定帶電粒子在磁場中的運動方向嗎？) 這些電荷的分離造成了正負兩個電極，產生了從正極流向負極的電流。但這電流並非直接流通兩電極，而是繞過一條很有趣的路徑﹕電流首先受地球磁場的影響，沿著磁力線迴旋至電離層，在電離層形成一個橢圓狀的導電通道，稱為極光帶，最後電流主要從橢圓的另一端離開，流至負極。極光就是在極光帶裡產生的，這個以北極為中心的環狀區域由北緯 伸延至北緯 左右，在南極附近也有一個類似的區域。因此極光只有在極北或極南的地域才可看到，在赤道附近，很難看見。