極光和哪個物理現象有關

1. 極光是一種大氣什麼現象 最常見的顏色

極光是一種是一種絢麗多彩的發光現象，一般會有呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀，極光也不盡在地球上出現在太陽系中具有磁場的行星內也會發生，那麼下面由 星座知識 為大家介紹下極光是一種大氣什麼現象？極光最常見的顏色？

問：極光是一種大氣什麼現象
答案：極光是一種大氣光學現象。

問：極光最常見的顏色
答案：綠色為最常見極光顏色。

拓展
極光是南北極地區特有的一種大氣發光現象。極光在東西方的神話傳說中都留下了美麗的身影，現代科學的發展，使人類能夠用理性的眼光看待極光，對它作出科學的解釋。

長期以來，極光的成因機理未能得到滿意的解釋。在相當長一段時間內，人們一直認為極光可能是由以下三種原因形成的。一種看法認為極光是地球外面燃起的大火，因為北極區臨近地球的邊緣，所以能看到這種大火。

另一種看法認為，極光是紅日西沉以後，透射反照出來的輝光。還有一種看法認為，極地冰雪豐富，它們在白天吸收陽光，貯存起來，到夜晚釋放出來，便成了極光。總之，眾說紛紜，無一定論。直到20世紀60年代，將地面觀測結果與衛星和火箭探測到的資料結合起來研究，才逐步形成了極光的物理性描述。

人們認識到，極光一方面與地球高空大氣和地磁場的大規模相互作用有關，另一方面又與太陽噴發出來的高速帶電粒子流有關，這種粒子流通常稱為太陽風。由此可見，形成極光必不可少的條件是大氣、磁場和太陽風，缺一不可。具備這三個條件的太陽系其他行星，如木星和水星，它們的周圍，也會產生極光，這已被實際觀察的事實所證明。

地磁場分布在地球周圍，被太陽風包裹著，形成一個棒槌狀的膠體，它的科學名稱叫做磁層。為了更形象化，我們打這樣一個比方。可以把磁層看成一個巨大無比的電視機顯像管，它將進入高空大氣的太陽風粒子流匯聚成束，聚焦到地磁的極區，極區大氣就是顯像管的熒光屏，極光則是電視屏幕上移動的圖像。

但是，這里的電視屏幕卻不是18英寸或24英寸，而是直徑為4000公里的極區高空大氣。通常，地面上的觀眾，在某個地方只能見到畫面的l/50。在電視顯像管中，電子束擊中電視屏幕，因為屏上塗有發光物質，會發射出光，顯示成圖像。

同樣，來自空間的電子束，打入極區高空大氣層時，會激發大氣中的分子和原子，導致發光，人們便見到了極光的圖像顯示。在電視顯像管中，是一對電極和一個電磁鐵作用於電子束，產生並形成一種活動的圖像。在極光發生時，極光的顯示和運動則是由於粒子束受到磁層中電場和磁場變化的調製造成的。

極光不僅是個光學現象，而且是個無線電現象，可以用雷達進行探測研究，它還會輻射出某些無線電波。有人還說，極光能發出各種各樣的聲音。極光不僅是科學研究的重要課題，它還直接影響到無線電通信，長電纜通信，以及長的管道和電力傳送線等許多實用工程項目。極光還可以影響到氣候，影響生物學過程。當然，極光也還有許許多多沒有解開的謎，等著人類去探索。

2. 極光屬於物理現象嗎形成的條件是什麼

是~~應該在南極比較常見，北極就非常至少，形成的條件由於太陽粒子流轟擊高層大氣氣體使其激發或電離的彩色發光現象, 常在高緯地區高空出現。 行星高磁緯地區大氣中產生的彩色發光現象。外來的高能帶電粒子流沿行星固有磁場進入兩磁極與高層大氣的氣體分子和原子碰撞，形成極光。

3. 極光是怎麼形成的

在地球南北兩極附近地區的高空，夜間常會出現燦爛美麗的光輝。它輕盈地飄盪，同時忽暗忽明，發出紅的、藍的、綠的、紫的光芒。這種壯麗動人的景象就叫做極光。
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。任何彩筆都很難繪出那在嚴寒的北極空氣中嬉戲無常、變幻莫測的炫目之光。

極光有時出現時間極短，猶如節日的焰火在空中閃現一下就消失得無影無蹤；有時卻可以在蒼穹之中輝映幾個小時；有時像一條綵帶，有時像一團火焰，有時像一張五光十色的巨大銀幕；有的色彩紛紜，變幻無窮；有的僅呈銀白色，猶如棉絮、白雲，凝固不變；有的異常光亮、掩去星月的光輝；有的又十分清淡，恍若一束青絲；有的結構單一，狀如一彎弧光，呈現淡綠、微紅的色調；有的猶如綵綢或緞帶拋向天空，上下飛舞、翻動；有的軟如紗巾，隨風飄動，呈現出紫色、深紅的色彩；有時極光出現在地平線上，猶如晨光曙色；有時極光如山茶吐艷，一片火紅；有時極光密聚一起，猶如窗簾慢帳；有時它又射出許多光束，宛如孔雀開屏，蝶翼飛舞。

極光是怎麼產生的呢？許多世紀以來，這一直是人們猜測和探索的天象之謎。從前，愛斯基摩人以為那是鬼神引導死者靈魂上天堂的火炬。13世紀時，人們則認為那是格陵蘭冰原反射的光。到了17世紀，人們才稱它為北極光——北極曙光（在南極所見到的同樣的光稱為南極光）。

隨著科技的進步，極光的奧秘也越來越為我們所知，原來，這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為"太陽風"。太陽風是太陽噴射出的帶電粒子，是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流。太陽風在地球上空環繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏斗，尖端對著地球的南北兩個磁極，因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個"漏斗"沉降，進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣，受到太陽風的轟擊後會發出光芒，形成極光。在南極地區形成的叫南極光。在北極地區形成的叫北極光。

1890年，挪威物理學家柏克蘭認為，離地球1.5億千米的太陽幾乎連續不斷地向地球放射物質點。而離地球5萬千米至6.5萬千米以外有一層磁場將地球罩住，當太陽的質點直射這層磁場而被擋住時，它便向地球四周擴散，尋找鑽入的空隙，結果約有1％的質點鑽入北磁極附近的大氣層。每顆太陽質點含有等於1000伏特的電力。它們在100千米外的高空大氣層中與原子和多半由氧和氮構成的分子相遇，原子吸收了太陽質點所含的一部分能量時，立即又將這能量釋放出來而產生極強的光，氧發出綠色和紅色的光，氮則發出紫、藍和一些深紅色的光。這些繽紛的色彩組成了綺麗壯觀的極光景象。

目前，許多科學家正在對極光作深入的研究。人們看到的極光，主要是帶電粒子流中的電子造成的。而且，極光的顏色和強度也取決於沉降粒子的能量和數量。用一個形象比喻，可以說極光活動就像磁層活動的實況電視畫面。沉降粒子為電視機的電子束，地球大氣為電視屏幕，地球磁場為電子束導向磁場。科學家從這個天然大電視中得到磁層以及日地空間電磁活動的大量信息。例如，通過極光譜分析可以了解沉降粒子束來源，粒子種類，能量大小，地球磁尾的結構，地球磁場與行星磁場的相互作用，以及太陽擾亂對地球的影響方式與程度等。

極光不但美麗，而且在地球大氣層中投下的能量，可以與全世界各國發電廠所產生電容量的總和相比。這種能量常常攪亂無線電和雷達的信號。極光所產生的強力電流，也可以集結在長途電話線或影響微波的傳播，使電路中的電流局部或完全「損失」，甚至使電力傳輸線受到嚴重干擾，從而使某些地區暫時失去電力供應。怎樣利用極光所產生的能量為人類造福，是當今科學界的一項重要使命。

極光圖片:
http://61.142.127.153:8080/Images/7911-1.gif
http://61.142.127.153:8080/Images/7911-2.jpg
參考資料：http://61.142.127.153:8080/ReadNews.asp?NewsID=7911&BigClassID=2076&SmallClassID=3490&SpecialID=0

4. 北極光是光的什麼現象

北極光，是出現於星球北極的高磁緯地區上空的一種絢麗多彩的發光現象，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。北極附近的阿拉斯加、北加拿大以及中國的黑龍江是觀賞北極光的最佳地點。北極光是什麼自然現象呢?
自然現象指自然界中由於大自然的運作規律自發形成的某種狀況，其完全不受人為主觀能動性因素影響。如月有陰晴圓缺，四季變化，氣候的冷暖，刮風下雨，白天黑夜等。主要有物理現象、化學現象、生命現象三大類。
極光是一種大自然天文奇觀，它沒有固定的型態、顏色也不盡相同，顏色以綠、白、黃、藍居多，偶爾也會呈現艷麗的紅紫色，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，因為漆黑寒冷的夜晚北極光最易出現，所以最佳時刻則是11月至次年2月晚上10點到凌晨2點，有些時候可持續1小時左右。
毋庸置疑的講，北極光是地球上最美麗的景色之一，自從人們發現北極光現象之後就被該現象的神秘和美麗所深深吸引。通常北極光發生於太陽釋放高能帶電粒子，這些帶電粒子以每秒300—1200公里的速度從太空釋放出來，這些帶電粒子形成的雲狀結構叫做等離子區。北極光屬於神秘自然現象——絢麗多彩的北極光。

5. 極光形成的原理

太陽風中的帶電粒子在大氣層中受到激發，引起發光，形成極光。
1.極光原理
當極光出現，居住於南北極圈的人會看見夜空有不斷變化的美麗光芒。很多人以為極光的形成與地球以外的太空無關，其實極光的成因與太陽黑子有很大的關系。在我們介紹極光的成因之前，不如讓我們先對太陽作一點較深入的了解。大家都知道，太陽是一個十分熱的火球。它的表面溫度大約是六千度。每時每刻，太陽表面都會將太量粒子往外太空射出去。這就是天文學家經常提到的太陽風。
當極光出現，居住於南北極圈的人會看見夜空有不斷變化的美麗光芒。很多人以為極光的形成與地球以外的太空無關，其實極光的成因與太陽黑子有很大的關系。在我們介紹極光的成因之前，不如讓我們先對太陽作一點較深入的了解。大家都知道，太陽是一個十分熱的火球。它的表面溫度大約是六千度。每時每刻，太陽表面都會將太量粒子往外太空射出去。這就是天文學家經常提到的太陽風。
生活在香港的我們，也許沒有機會看見極光。但對於居住在極北或極南地域的人們，極光是一場神秘的夜空之舞。閃爍的淺綠色光弦形狀在不斷地變化，就像輕柔的窗簾，被微風所牽動，婉延在寧靜而寒冷的夜空中。極光的光度會改變，當它最明亮的時候，多種顏色相繼出現，璀燦悅目。
極光到底是甚麼？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
(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。

6. 為什麼北極有極光

高緯度地區都有的，極光（Aurora），是一種絢麗多彩的發光現象，其發生是由於太陽的高能帶電粒子流（太陽風）進入地球磁場，在地球南北兩極附近地區的高空，夜間出現的燦爛美麗的光輝。在北極被稱為北極光，在南極被稱為南極光。太陽光與地球大氣的相互作用無時不刻的發生著。在日間，日光激發地球大氣的原子、分子和離子，使它們激發或電離;到晚上，電子由高能級回到低能級，發射不同波長的光。此外，由於太陽給地球帶來的不僅是光線，還有粒子。太陽風就是一種持續的粒子流，不但經過地球、其他行星，甚至最終到達太陽系外。不時發生的太陽耀斑、日冕物質拋射等現象，還會拋來高速的粒子，形成壯觀的極光。地球的極光是太陽風使高層大氣分子或原子激發（或電離）而產生。美麗的極光是太陽風、地球磁場和大氣層共同作用的結果。太陽風中高能帶電粒子的能量、數量和大氣層中不同高度處不同原子、分子的特性直接決定著極光的顏色和強度。入射離子的能量高低決定了粒子能夠沖入大氣的深度。在不同的高度碰到不同種類的氣體分子便會產生不同的顏色。極光的顏色有紅、綠、藍、紫等，絢麗多彩，大家並不一定親眼見過極光，但在一些影像資料里都被極光的絢麗多彩所吸引。極光大多出現在地球南北兩極附近，這是由於地球磁場的影響。本文擬通過高中物理所學的知識來解釋極光為什麼大多出現地球南北兩極附近。 2.理論解釋 想要解釋極光出現在地球兩極附近的原因，我們首先要來了解地球的磁場。地球磁場是地球周圍空間分布的磁場，是地球生命的保護傘。我們可以把地球視為一個巨大的磁鐵，其中地磁北極大致在地理南極附近，地磁南極則在地理北極附近。這兩極所產生的球體磁場即為地球磁場。磁感線分布特點是赤道附近磁場的方向是水平的，兩極附近則與地表垂直。赤道處磁場最弱，兩極最強[1]，如圖1所示。太陽風是高能帶電粒子，進入地球磁場後，與大氣層中的分子和原子發生碰撞，使之成為激發態的離子，並發射出不同波長的輻射。地球中性大氣的粒子能量較低，而從宇宙空間來的能量較高的粒子會對它進行碰撞、激發。能量較高的粒子往往帶電，帶電粒子在磁場中要受力偏轉，所以我_地球周圍的磁場對我們是一個保護，把充斥在宇宙空間中、對我們人體有害的高能量粒子擋在外邊[2]。太陽發射的帶電粒子並不是直線行進的，它會在地球磁場作用下沿曲線軌跡移動。由於地球磁場的作用，大多數帶電粒子會偏向地球兩極，僅有少數高速粒子能夠到達赤道上空的大氣，這就如同是在地球周圍搭起了一個隱形的保護罩。為什麼大多數帶電粒子會偏向地球兩極呢？下面我們就用所學過的高中物理知識來解釋。 我們在新課標高中物理選修3-1第三章磁場中學到[3]，運動的電荷在磁場中會受到洛倫茲力的作用。運動的帶電粒子在磁場中所受的洛倫茲力的方向，與運動方向和磁感應強度的方向都垂直，它的指向可以依照左手定則判定：伸開左手，使拇指與其餘四個手指垂直，並且都與手掌在同一個平面內;讓磁感線從掌心進入，並使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。如圖2所示。負電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。一般情況下，電荷量為q的粒子以速度v運動時，當電荷運動的速度方向與磁感應強度方向夾角為θ時，電荷所受的洛倫茲力為 F=qvBsinθ（1） 沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做勻速圓周運動。 從地磁場的示意圖1中我們可以觀察到，在地球的赤道附近，磁感線的方向大致與地球表面平行，當太陽風進入地球赤道上方的大氣層時，帶電粒子由於受到洛倫茲力的作用而發生偏轉，可以近似認為帶電粒子做圓周運動，圓周的軌跡與地球赤道平面平行。太陽風由於受到了洛倫茲力的作用，這些粒子與大氣層中分子、原子的電離並沒有穿過大氣層進去到我們的眼睛，所以在赤道附近的區域並不能看到極光現象。而在地球兩極附近，由於地球的磁感線近似垂直於地球表面，帶電粒子與磁感線的方向近似平行，可以用左手定則判斷，這時帶電粒子所受的洛倫茲力的大小近似等於零。換句話說，在地球兩極附近，太陽風與大氣層中粒子電離的粒子更容易穿越大氣層到達地球表面，所以在地球兩極附近更容易觀察到極光現象。也就是說，激發極光的高能粒子需要沿著磁感線飛行，其所沿著的磁感線發源於南北兩極附近的區域，所以極光更容易出現在南北兩極附近的區域。這就是為什麼在南北兩極附近，我們更容易觀察到美麗的極光現象。 3.結論 本文通過高中物理所學的知識-洛倫茲力解釋了極光現象容易出現在地球兩極附近的原因，解釋的方法通俗易懂，思路清晰。極光現象是較為復雜的物理現象，現代的物理學家們仍舊對其的產生和形成進行著深入的研究。本文利用新課標高中物理選修3-1中磁場這一章中洛倫茲力的定義解釋了極光出現在地球兩極附近的原因，用較為簡單的理論清晰的解釋了極光現象的相關物理原因，為利用高中物理知識來解釋天文現象提供參考。 來源：高考·中

7. 極光由什麼顏色造成的

英文:Pole light

極光在地球南北兩極附近地區的高空，夜間常會出現燦爛美麗的光輝。它輕盈地飄盪，同時忽暗忽明，發出紅的、藍的、綠的、紫的光芒。這種壯麗動人的景象就叫做極光。

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。任何彩筆都很難繪出那在嚴寒的北極空氣中嬉戲無常、變幻莫測的炫目之光。

極光有時出現時間極短，猶如節日的焰火在空中閃現一下就消失得無影無蹤；有時卻可以在蒼穹之中輝映幾個小時；有時像一條綵帶，有時像一團火焰，有時像一張五光十色的巨大銀幕；有的色彩紛紜，變幻無窮；有的僅呈銀白色，猶如棉絮、白雲，凝固不變；有的異常光亮、掩去星月的光輝；有的又十分清淡，恍若一束青絲；有的結構單一，狀如一彎弧光，呈現淡綠、微紅的色調；有的猶如綵綢或緞帶拋向天空，上下飛舞、翻動；有的軟如紗巾，隨風飄動，呈現出紫色、深紅的色彩；有時極光出現在地平線上，猶如晨光曙色；有時極光如山茶吐艷，一片火紅；有時極光密聚一起，猶如窗簾幔帳；有時它又射出許多光束，宛如孔雀開屏，蝶翼飛舞。

8. 極光是一種什麼現象

ctrl+candctrl+v過來的

在地球南北兩極附近地區的高空，夜間常會出現燦爛美麗的光輝。有時它像一條綵帶，有時它像一團火焰，有時它又像一張五光十色的巨大銀幕。它輕盈地飄盪，同時忽暗忽明，發出紅的、藍的、綠的、紫的光芒。靜寂的極地由於它的出現驟然顯得富有生氣。這種壯麗動人的景象就叫做極光。人們知道極光至少己有2000年了，因此極光一直是許多神話的主題。在中世紀早期，不少人相信，極光是騎馬賓士越過天空的勇士。在北極地區，因紐特人認為，極光是神靈為最近死去的人照亮歸天之路而創造出來的。隨著科技的進步，極光的奧秘也越來越為我們所知，原來，這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品。產生極光的原因是來自大氣外的高能粒子（電子和質子）撞擊高層大氣中的原子的作用。這種相互作用常發生在地球磁極周圍區域。現在所知，作為太陽風的一部分荷電粒子在到達地球附近時，被地球磁場俘獲，並使其朝向磁極下落。它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激發態的離子，這些離子發射不同波長的輻射，產生出紅、綠或藍等色的極光特徵色彩。在太陽活動盛期，極光有時會延伸到中緯度地帶，例如，在美國，南到北緯40度處還曾見過北極光。極光有發光的帷幕狀、弧狀、帶狀和射線狀等多種形狀。發光均勻的弧狀極光是最穩定的外形，有時能存留幾個小時而看不出明顯變化。然而，大多數其他形狀的極光通常總是呈現出快速的變化。弧狀的和折疊狀的極光的下邊緣輪廓通常都比上端更明顯。極光最後都朝地極方向退去，輝光射線逐漸消失在彌漫的白光天區。造成極光動態變化的機制尚示完全明了。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為"太陽風"。這是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風在地球上空環繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏向地磁極，從而導致帶電顆粒與地球上層大氣發生化學反應，形成極光。在南極地區形成的叫南極光。在北極地區同樣可看到這一現象，一般稱之為北極光。大多數極光出現在地球上空90---130千米處。但有些極光要高得多。1959年，一次北極光所測得的高度是160千米，寬度超過4800千米。在地平線上的城市燈光和高層建築可能會妨礙我們看光，所以最佳的極光景象要在鄉間空曠地區才能觀察得到。在加拿大的丘吉爾城，一年在有300個夜晚能見到極光；而在羅里達州，一年平均只能見到4次左右。我國最北端的漠河，也是觀看極光的好地方。18世紀中葉，瑞典一家地球物理觀象台的科學家發現，當該台觀測到極光的時候，地面上的羅盤的指針會出現不規則的方向變化，變化范圍有1度之多。與此同時，倫敦的地磁台也記錄到類似的這種現象。由此他們認為，極光的出現與地磁場的變化有關。原來，極光是太陽風與地球磁場相互作用的結果。太陽風是太陽噴射出的帶電粒子，當它吹到地球上空，會受到地球磁場的作用。地球磁場形如漏斗，尖端對著地球的南北兩個磁極，因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個"漏斗"沉降，進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣，受到太陽風的轟擊後會發出光芒，形成極光。高層大氣是由多種氣體組成的，不同元素的氣體受轟擊後所發出的光的前面色不一樣。例如氧被激後發出綠光和紅光，氮被激後發出紫色的光，氬激後發出藍色的光，因而極光就顯得絢麗多彩，變幻無窮。科學家已經了解到，地球磁場並不是對稱的。在太陽風的吹動下，它已經變成某種"流線型"。就是說朝向太陽一面的磁力線被大大壓縮，相反方向卻拉出一條長長的，形似慧尾的地球磁尾。磁尾的長度至少有1，000個地球半徑長。由於與日地空間行星際磁場的偶合作用，變形的地球磁場的兩極外各形成一個狹窄的、磁場強度很弱的極尖區。因為等離子體具"凍結"磁力線特性，所以，太陽風粒子不能穿越地球磁場，而只能通過極尖區進入地球磁尾。當太陽活動發生劇烈變化時(如耀斑爆發)，常引起地球磁層亞暴。於是這些帶電粒子被加速，並沿磁力線運動。從極區向地球注入，這些帶電粒子撞擊高層大氣中的氣體分子和原子，使後者被激發--退激而發光。不同的分子，原子發生不同顏色的光，這些單色光混合在一起，就形成多姿多彩的極光。事實上，人們看到的極光，主要是帶電粒子流中的電子造成的。而且，極光的顏色和強度也取決於沉降粒子的能量和數量。用一個形象比喻，可以說極光活動就像磁層活動的實況電視畫面。沉降粒子為電視機的電子束，地球大氣為電視屏幕。地球磁場為電子束導向磁場。科學家從這個天然大電視中得到磁層以及日地空間電磁活動的大量信息。例如，通過極光譜分析可以了解沉降粒子束來源，粒子種類，能量大小，地球磁尾的結構，地球磁場與行星磁場的相互作用，以及太陽擾亂對地球的影響方式與程度等.極光的形成與太陽活動息息相關。逢到太陽活動極大年，可以看到比平常年更為壯觀的極光景象。在許多以往看不到極光的緯度較低的地區，也能有幸看到極光。2000年4月6日晚，在歐洲和美洲大陸的北部，出現了極光景象。在地球北半球一般看不到極光的地區，甚至在美國南部的佛羅里達州和德國的中部及南部廣大地區也出現了極光。當夜，紅、藍、綠相間的光線布滿夜空中，場面極為壯觀。雖然這是一件難得一遇的幸事，但在往日平淡的天空突然出現了絢麗的色彩，在許多地區還造成了恐慌。據德國波鴻天文觀象台台長卡明斯基說，當夜德國萊茵地區以北的警察局和天文觀象台的電話不斷，有的人甚至懷疑又發生毒氣泄漏事件。這次極光現象被遠在160公里高空的觀測太陽的宇宙飛行器ACE發現，並發出了預告。在北京時間4月7日凌晨零時三十分，宇宙飛行器ACE發現一股攜帶著強大帶電粒子的太陽風從它旁邊掠過，而且該太陽風突然加速，速度從每秒375公里提高到每秒600公里，一小時後，這股太陽風到達地球大氣層外緣，為我們顯示了難得一見的造化神工。

9. 物理知識------光

時間與空間在重力場中會彎曲 這是廣義相對論的重要結論 導致的結果之一就是光在重力場中會彎曲
只不過在日常尺度中不明顯而已

10. 地磁與極光有何關系

相傳公元前2000多年的一天，夜晚來臨了。隨著夕陽西沉，夜晚已將它黑色的翅膀張開在神州大地上，把遠山、近樹、河流和土丘以及所有的一切全都掩蓋起來。一個名叫附寶的年輕女子獨自坐在曠野上，她眼眉下的一灣秋水閃耀著火一般的激情，顯然是被這清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像無邊無際的大海，顯得廣闊、安詳而又神秘。天幕上，群星閃閃爍爍，靜靜地俯瞰著黑魆魆的地面，突然，在大熊星座中，飄灑出一縷彩虹般的神奇光帶，如煙似霧，搖曳不定，時動時靜，像行雲流水，最後化成一個碩大無比的光環，縈繞在北斗星的周圍。其時，光環的亮度急劇增強，宛如皓月懸掛當空，向大地瀉下一片淡銀色的光華，映亮了整個原野。四下里萬物都清晰分明，形影可見，一切都成為活生生的了。附寶見此情景，心中不禁為之一動。由此便身懷六甲，生下了個兒子。這男孩就是黃帝軒轅氏。以上所述可能是世界上關於極光的最古老神話傳說之一。

在我國的古書《山海經》中也有極光的記載。書中談到北方有個神仙，形貌如一條紅色的蛇，在夜空中閃閃發光，它的名字叫觸龍。關於觸龍有如下一段描述：「人面蛇身，赤色，身長千里，鍾山之神也。」這里所指的觸龍，實際上就是極光。

極光，是自然界里一種極為絢麗壯觀的景象。一位到南極考察過的科學家寫道：「在那漫長、寒冷的極夜裡，天空中會映現出瑰麗的自然美景。由黃色、紅色、紫色、灰色等許多顏色編織起來的，長達數百千米的發光帷幔，由高空垂天而下，懸掛在深藍色的天幕上。它們時而靜止，時而閃動，組成了一幅幅五色斑斕、光怪陸離的圖畫。」

長期以來，極光的成因機理未能得到滿意的解釋。在相當長一段時間內，人們一直認為極光可能是由以下3種原因形成的：①極光是地球外面燃起的大火，因為北極區臨近地球的邊緣，所以能看到這種大火。②極光是紅日西沉以後，透射反照出來的輝光。③極地冰雪豐富，它們在白天吸收陽光，貯存起來，到夜晚釋放出來，便成了極光。總之，眾說紛紜，無一定論。直到20世紀60年代，將地面觀測結果與衛星和火箭探測到的資料結合起來研究，才逐步形成了極光的物理性描述。

現在人們認識到，極光一方面與地球高空大氣和地磁場的大規模相互作用有關，另一方面又與太陽噴發出來的高速帶電粒子流有關，這種粒子流通常稱為太陽風。由此可見，形成極光必不可少的條件是大氣、磁場和太陽風，缺一不可。具備這三個條件的太陽系其他行星，如木星和水星，它們的周圍，也會產生極光，這已被實際觀察的事實所證明。

地磁場分布在地球周圍，被太陽風包裹著，形成一個棒槌狀的膠體，它的科學名稱叫做磁層。為了更形象化，我們打這樣一個比方。可以把磁層看成一個巨大無比的電視機顯像管，它將進入高空大氣的太陽風粒子流匯聚成束，聚焦到地磁的極區。極區大氣就是顯像管的熒光屏，極光則是電視屏幕上移動的圖像。但是，這里的電視屏幕卻不是 18英寸或 24英寸，而是直徑為4000千米的極區高空大氣。通常，地面上的觀眾，在某個地方只能見到畫面的1/50。在電視顯像管中，電子束擊中電視屏幕，因為屏上塗有發光物質，會發射出光，顯示成圖像。同樣，來自空間的電子束，打入極區高空大氣層時，會激發大氣中的分子和原子，導致發光，人們便見到了極光的圖像顯示。在電視顯像管中，是1對電極和1個電磁鐵作用於電子束，產生並形成一種活動的圖像。在極光發生時，極光的顯示和運動則是由於粒子束受到磁層中電場和磁場變化的調製造成的。

極光不僅是光學現象，而且是無線電現象，可以用雷達進行探測研究，它還會輻射出某些無線電波。有人還說，極光能發出各種各樣的聲音。極光不僅是科學研究的重要課題，它還直接影響到無線電通信、長電纜通信，以及長的管道和電力傳送線等許多實用工程項目。極光還可以影響到氣候，影響生物學過程。

人們知道極光至少已有2000年了，因此極光一直是許多神話的主題。在中世紀早期，不少人相信，極光是騎馬賓士越過天空的勇士。在北極地區，因紐特人認為，極光是神靈為最近死去的人照亮歸天之路而創造出來的。隨著科技的進步，極光的奧秘也越來越為我們所認知。原來，這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品。

產生極光的原因是來自大氣外的高能粒子（電子和質子）撞擊高層大氣中的原子的作用。這種相互作用常發生在地球磁極周圍區域。現在所知，作為太陽風的一部分荷電粒子在到達地球附近時，被地球磁場俘獲，並使其朝向磁極下落。它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激發態的離子。這些離子發射不同波長的輻射，產生出紅、綠或藍等色的極光特徵色彩。在太陽活動盛期，極光有時會延伸到中緯度地帶。例如，在美國，南到北緯40°處還曾見過北極光。極光有發光的帷幕狀、弧狀、帶狀和射線狀等形狀。發光均勻的弧狀極光是最穩定的外形，有時能存留幾個小時而看不出明顯變化。然而，大多數其他形狀的極光通常總是呈現出快速的變化。弧狀的和折疊狀的極光的下邊緣輪廓通常都比上端更明顯。極光最後都朝地極方向退去，輝光射線逐漸消失在彌漫的白光天區。造成極光動態變化的機制尚未完全明了。 在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為「太陽風」。這是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原極光子顆粒流，該太陽風在地球上空環繞地球流動，以大約400千米/秒的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏向地磁極，從而導致帶電顆粒與地球上層大氣發生化學反應，形成極光。在南極地區形成的叫南極光；在北極地區同樣可看到這一現象，一般稱之為北極光。

大多數極光出現在地球上空90～130千米處。但有些極光要高得多。1959年，一次北極光所測得的高度是160千米，寬度超過4800千米。在地平線上的城市燈光和高層建築可能會妨礙我們看光，所以最佳的極光景象要在鄉間空曠地區才能觀察得到。在加拿大的丘吉爾城，一年在有300個夜晚能見到極光；而在美國的佛羅里達州，一年平均只能見到4次左右。我國最北端的漠河，也是觀看極光的好地方。

18世紀中葉，瑞典一家地球物理觀象台的科學家發現，當該台觀測到極光的時候，地面上羅盤的指針會出現不規則的方向變化，變化范圍有1度之多。與此同時，倫敦的地磁台也記錄到類似的這種現象。由此他們認為，極光的出現與地磁場的變化有關。原來，極光是太陽風與地球磁場相互作用的結果。太陽風是太陽噴射出的帶電粒子，當它吹到地球上空，會受到地球磁場的作用。地球磁場形如漏斗，尖端對著地球的南北兩個磁極，因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個「漏斗」沉降，進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣，受到太陽風的轟擊後會發出光芒，形成極光。高層大氣是由多種氣體組成的，不同元素的氣體受轟擊後所發出的光的顏色不一樣。例如氧被激後發出綠光和紅光，氮被激後發出紫色的光，氬激後發出藍色的光，因而極光就顯得絢麗多彩，變幻無窮。

科學家已經了解到，地球磁場並不是對稱的。在太陽風的吹動下，它已經變成某種「流線型」。就是說朝向太陽一面的磁力線被大大壓縮，相反方向卻拉出一條長長的，形似彗尾的地球磁尾。磁尾的長度至少有1000個地球半徑長。由於與日地空間行星際磁場的偶合作用，變形的地球磁場的兩極外各形成一個狹窄的、磁場強度很弱的極尖區。因為等離子體具「凍結」磁力線特性，所以，太陽風粒子不能穿越地球磁場，而只能通過極尖區進入地球磁尾。當太陽活動發生劇烈變化時（如耀斑爆發），常引起地球磁層亞暴。於是這些帶電粒子被加速，並沿磁力線運動，從極區向地球注入。這些帶電粒子撞擊高層大氣中的氣體分子和原子，使後者被激發——退激而發光。不同的分子、原子發生不同顏色的光，這些單色光混合在一起，就形成多姿多彩的極光。事實上，人們看到的極光，主要是帶電粒子流中的電子造成的。而且，極光的顏色和強度也取決於沉降粒子的能量和數量。用一個形象比喻，可以說極光活動就像磁層活動的實況電視畫面。沉降粒子為電視機的電子束，地球大氣為電視屏幕，地球磁場為電子束導向磁場。科學家從這個天然大電視中得到磁層以及日地空間電磁活動的大量信息。例如，通過極光譜分析可以了解沉降粒子束來源、粒子種類、能量大小、地球磁尾的結構、地球磁場與行星磁場的相互作用，以及太陽擾亂對地球的影響方式與程度等。

極光的形成與太陽活動息息相關。逢到太陽活動極大年，可以看到比平常年更為壯觀的極光景象。在許多以往看不到極光的緯度較低的地區，也能有幸看到極光。2000年4月6日晚，在歐洲和美洲大陸的北部，出現了極光景象。在地球北半球一般看不到極光的地區，甚至在美國南部的佛羅里達州和德國的中部及南部廣大地區也出現了極光。當夜，紅、藍、綠相間的光線布滿夜空中，場面極為壯觀。雖然這是一件難得一遇的幸事，但在往日平淡的天空突然出現了絢麗的色彩，在許多地區還造成了恐慌。據德國波鴻天文觀象台台長卡明斯基說，當夜德國萊茵地區以北的警察局和天文觀象台的電話不斷，有的人甚至懷疑又發生毒氣泄漏事件。這次極光現象被遠在160千米高空的觀測太陽的宇宙飛行器ACE發現，並發出了預告。在北京時間4月7日凌晨零時30分，宇宙飛行器ACE發現一股攜帶著強大帶電粒子的太陽風從它旁邊掠過，而且該太陽風突然加速，速度從375千米/秒提高到600千米/秒。1小時後，這股太陽風到達地球大氣層外緣，為我們顯示了難得一見的造化神工。