物理极光怎么形成的

A. 极光形成的原理

太阳风中的带电粒子在大气层中受到激发，引起发光，形成极光。
1.极光原理
当极光出现，居住于南北极圈的人会看见夜空有不断变化的美丽光芒。很多人以为极光的形成与地球以外的太空无关，其实极光的成因与太阳黑子有很大的关系。在我们介绍极光的成因之前，不如让我们先对太阳作一点较深入的了解。大家都知道，太阳是一个十分热的火球。它的表面温度大约是六千度。每时每刻，太阳表面都会将太量粒子往外太空射出去。这就是天文学家经常提到的太阳风。
当极光出现，居住于南北极圈的人会看见夜空有不断变化的美丽光芒。很多人以为极光的形成与地球以外的太空无关，其实极光的成因与太阳黑子有很大的关系。在我们介绍极光的成因之前，不如让我们先对太阳作一点较深入的了解。大家都知道，太阳是一个十分热的火球。它的表面温度大约是六千度。每时每刻，太阳表面都会将太量粒子往外太空射出去。这就是天文学家经常提到的太阳风。
生活在香港的我们，也许没有机会看见极光。但对于居住在极北或极南地域的人们，极光是一场神秘的夜空之舞。闪烁的浅绿色光弦形状在不断地变化，就像轻柔的窗帘，被微风所牵动，婉延在宁静而寒冷的夜空中。极光的光度会改变，当它最明亮的时候，多种颜色相继出现，璀灿悦目。
极光到底是甚么？很久以前，人们以为极光只是太阳光被天上微小的冰块反射而成的，但当科学家分析极光的光谱时，发现它与太阳的光谱并不相似，由此否定了这个说法。另一方面，极光的光谱却和一些气体在极高电压下放电的光谱有不少相似之处。事实上，极光是地球大气高层的气体分子或原子受来自太阳的高能电子碰撞后发射的。简单来说，分子或原子受电子碰撞后，会被激发至较高的能态，甚至被电离。当离子重新俘获电子，辗转回到基态的时候，便会被发射某些拥有特定波长的光波。
这个模型解释了极光的颜色。来自太阳的紫外线把氧分子分解成原子，成为了大气最高层
(电离层)
的主要成份。当氧原子受电子激发后，便会发出极光那主要的浅绿色光芒。能量较高的电子则可深入大气层较低的地方，激发那里的中性氮分子，发出粉红色或紫红色的光辉。电离的氮分子则发出紫蓝色的光。这些次要的激发丰富了极光的颜色，为这道美丽的卷帘添上了悦目的花边。

B. 极光是如何形成的

１９５７年３月２日夜晚７点钟左右，我国东北边境黑龙江的漠河和呼玛城一带出现了几十年少见的极光。一团殷红灿烂的霞光突然升腾起来，一瞬间变成了一条弧形的光带，它上部从黑龙江以北伸向南方天空，在夜空中停留了４５分钟。

许多物理学家通过实验，证明了极光是由于高空稀薄大气层中带电微粒所起的作用。在８０～１２００千米的高空大气层中，空气是非常稀薄的，极光就在那里发生。太阳是一个庞大炽热的球体，在它的内部和表面进行着各种反应，从而产生强大的带电微粒流。这种带电微粒流从太阳发射出来，以极快的速度射向周围的空间。当这种带电微粒流射入地球外围稀薄的大气层时，就与稀薄气体的分子猛烈地冲撞起来，于是产生了发光现象。这就是极光。

极光大多在南北两极附近出现，很少在赤道地区发生。为什么呢？这是因为地球像一块巨大的磁石，而它的磁极在南北两极附近。我们知道，指南针总是指着南北方向，这是因为受了地磁场的影响。从太阳射来的带电微粒流，也要受到地磁场的影响，以螺旋形的运动方式趋近于地磁的南北两极，所以极光大多在南北两极附近的上空出现。在南极发生的叫南极光，在北极发生的叫北极光。我国在北半球，所以东北等地看到的只能是北极光。

为什么极光会是五彩的呢？这是因为空气是由氧、氮、氖、氦等气体组成的。在带电微粒流的作用下，各种不同的气体所发出的光也不相同，因此就有各种不同形状和颜色的极光。有的极光像帐幕，有的像圆弧，有的呈带状，有的呈射线状；有的是橙红色，有的是紫红色；有的色淡，有的色深；有时候还会五彩缤纷。

C. 极光是怎样形成的

经物理学家的试验和研究，证明了极光是由于高空稀薄大气层中带电微粒所起的作用。在80－1200千米的高空大气层中，空气是非常稀薄的，极光就在那里发生。
太阳是一个庞大而炽热的球体，在它内部发生聚核反应，产生了强大的带电微粒流，并从太阳发射出来。当这种带电微粒流射入地球的大气层时，就与稀薄气体分子猛烈地冲击起来，于是产生了发光现象，这就是极光。
为什么极光只有在南北两极附近出现呢？因为地球像一块巨大的磁石，而它的磁极在南北两极附近。从太阳发射来的带电微粒流受到地磁场的影响，以螺旋形的运动方式趋近于南北极，所以，极光大多在南北两极附近的上空出现。

D. 极光形成的原因是什么

太阳是一个庞大而炽热的气体球，在它的内部和表面进行着各种化学元素的核反应，产生了强大的带电微粒流，并从太阳发射出来，用极大的速度射向周围的空间。

当这种带电微粒流射入地球外围那稀薄的高空大气层时，被地球磁场吸引到两极，就与稀薄气体的分子猛烈地冲击起来，于是产生了发光现象，这就是极光。

极光出现于星球的高磁纬地区上空，是一种绚丽多彩的发光现象。地球的极光，来自地球磁层和太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。

(4)物理极光怎么形成的扩展阅读

极光一般只在南北两极的高纬度地区出现，2010年8月1日的太阳风暴恰好面向地球爆发，携带大量带电粒子的太阳风准确无误地“击中”地球，与地球磁场相互作用产生“磁暴”，美国密西密歇根州、丹麦和英国等纬度稍低的地区都能够看到美丽的北极光景观。

地球的极光，由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。极光的形状有时稳定有时作连续性变化，一般呈带状、弧状、幕状或发射状。

E. 极光产生的原理是什么

太阳极光是原子与分子在地球大气层最上层，距离地面100千米～200千米处的高空运作激发的光学现象。由于太阳的激烈活动，放射出无数的带电微粒，当带电微粒流射向地球进入地球磁场的作用范围时，受地球磁场的影响，便沿着地球磁力线高速进入到南北磁极附近的高层大气中，与氧原子、氮分子等质点碰撞，因而产生了“电磁风暴”和“可见光”的现象，就成了众所瞩目的极光。

现代理论认为，极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。关于极光的产生，众说纷纭，无一定论，有待科学家的深入研究。

F. 极光是怎样产生的

其实，极光是来自大气外的高能粒子（电子和质子）撞击了高层大气中的原子从而产生的。这种相互作用常发生在地球磁极周围区域。作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时被磁场捕获，并朝向磁极下落。它们与氧和氮的原子碰撞，激发成为电离态的离子，这些离子发射不同波长的散射，产生出红、绿或蓝等特征色，这就是极光。

云朵状极光片。

地磁场分布在地球的周围，被太阳风包裹着，形成一个叫做磁层的棒槌状腔体。我们可以把磁层看成是一个硕大无比的电视显像管。它将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束，聚焦到地磁的极区。极区大气就好像显像管的荧光屏，极光则是电视屏幕上移动的图像。

但是，这个电视屏幕不仅仅是几十寸可以形容的——它是直径为4000千米的极区高空大气。通常，地面上的“观众”，在某个地方只能观赏到画面的1/50。

电视机的原理是：在电视显像管中，电子束击中电视屏幕，因为屏上涂有发光物质，会发射出光，显示成图像。

同样，来自太空的电子束，打入极区高空大气时，会激发大气中的分子和原子，使其发光，人们便见到了极光。在电视显像管中，是一对电极和一个电磁铁作用于电子束，产生并形成一种活动的图像。在极光发生时，极光的动态显示则是由粒子束受到磁层中电场和磁场变化的调制造成的。极光不仅有可见光的图像，而且会发出各个波段的射电辐射，天文学家可以用雷达进行探测研究，甚至有研究称极光还会发出声音。

G. 极光是怎样形成的

经物理学家的试验和研究，证明了极光是由于高空稀薄大气层中带电微粒所起的作用。在80－1200千米的高空大气层中，空气是非常稀薄的，极光就在那里发生。
太阳是一个庞大而炽热的球体，在它内部发生聚核反应，产生了强大的带电微粒流，并从太阳发射出来。当这种带电微粒流射入地球的大气层时，就与稀薄气体分子猛烈地冲击起来，于是产生了发光现象，这就是极光。
为什么极光只有在南北两极附近出现呢？因为地球像一块巨大的磁石，而它的磁极在南北两极附近。从太阳发射来的带电微粒流受到地磁场的影响，以螺旋形的运动方式趋近于南北极，所以，极光大多在南北两极附近的上空出现。
在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做极光。
极光多种多样，五彩缤纷，形状不一，绮丽无比，在自然界中还没有哪种现象能与之媲美。任何彩笔都很难绘出那在严寒的北极空气中嬉戏无常、变幻莫测的炫目之光。
极光有时出现时间极短，犹如节日的焰火在空中闪现一下就消失得无影无踪；有时却可以在苍穹之中辉映几个小时；有时像一条彩带，有时像一团火焰，有时像一张五光十色的巨大银幕；有的色彩纷纭，变幻无穷；有的仅呈银白色，犹如棉絮、白云，凝固不变；有的异常光亮、掩去星月的光辉；有的又十分清淡，恍若一束青丝；有的结构单一，状如一弯弧光，呈现淡绿、微红的色调；有的犹如彩绸或缎带抛向天空，上下飞舞、翻动；有的软如纱巾，随风飘动，呈现出紫色、深红的色彩；有时极光出现在地平线上，犹如晨光曙色；有时极光如山茶吐艳，一片火红；有时极光密聚一起，犹如窗帘慢帐；有时它又射出许多光束，宛如孔雀开屏，蝶翼飞舞。
极光是怎么产生的呢？许多世纪以来，这一直是人们猜测和探索的天象之谜。从前，爱斯基摩人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬。13世纪时，人们则认为那是格陵兰冰原反射的光。到了17世纪，人们才称它为北极光——北极曙光（在南极所见到的同样的光称为南极光）。
随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为"太阳风"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。
1890年，挪威物理学家柏克兰认为，离地球1.5亿千米的太阳几乎连续不断地向地球放射物质点。而离地球5万千米至6.5万千米以外有一层磁场将地球罩住，当太阳的质点直射这层磁场而被挡住时，它便向地球四周扩散，寻找钻入的空隙，结果约有1％的质点钻入北磁极附近的大气层。每颗太阳质点含有等于1000伏特的电力。它们在100千米外的高空大气层中与原子和多半由氧和氮构成的分子相遇，原子吸收了太阳质点所含的一部分能量时，立即又将这能量释放出来而产生极强的光，氧发出绿色和红色的光，氮则发出紫、蓝和一些深红色的光。这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。
目前，许多科学家正在对极光作深入的研究。人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕，地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如，通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源，粒子种类，能量大小，地球磁尾的结构，地球磁场与行星磁场的相互作用，以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。
极光不但美丽，而且在地球大气层中投下的能量，可以与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相比。这种能量常常搅乱无线电和雷达的信号。极光所产生的强力电流，也可以集结在长途电话线或影响微波的传播，使电路中的电流局部或完全“损失”，甚至使电力传输线受到严重干扰，从而使某些地区暂时失去电力供应。怎样利用极光所产生的能量为人类造福，是当今科学界的一项重要使命。
极光图片:
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http://61.142.127.153:8080/Images/7911-2.jpg

H. 极光非常漂亮，且颜色不一，极光是如何产生的

一、形成极光的原因是什么？

极光是两极地区独有的一种大气发光的情况。极光在东西方的神话故事中都留下了痕迹，现代科学技术的发展，让我们可以用客观的目光看待极光，对它做出科学的解释。

决定极光色调的主要要素之一，便是不一样种类分子在大气中的垂直分布情况。贴近地面处，大气的组成十分均匀，78%是氮分子，21%氧分子，那样的构成直至高度约100公里为止全是这般。高度处于60～100公里的极光，主要的光应当来源于氧和氮分子；100～200公里的极光主要由氮分子和氧原子所贡献；在200公里之上，极光主要来源于氧原子，一小部分来源于氮分子；在大气的顶层，氢与氦原子也会造成极光，但是这种光十分很弱，人眼不易看到。

I. 极光是怎么形成的

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线（Field line）集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。

基本分类

1.按照极光的形态分类，可分为匀光弧极光、射线式光柱极光、射线式光弧光带极光、帘幕状极光、极光冕等。

2.按照极光观测的电磁波波段，可分为光学极光、无线电极光等。

3.按激光激发粒子类型，可分为电子极光、质子极光等。

4.按照极光发生区域，可分为极盖极光、极光带极光 、中纬极光红弧等。

(9)物理极光怎么形成的扩展阅读

北极光最常出没在北磁纬度67°附近的环状带区域内，以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亚、格陵兰冰岛南端与挪威北海岸为主；

北极附近的阿拉斯加、北加拿大是观赏极光的最佳地点，阿拉斯加的费尔班(Fairbanks)更赢得“北极光首都”的美称，以其寒冷的冬季与夏季的长时间光照而闻名，一年之中有超过200天的极光现象，人们去那里是为欣赏它那壮观景象并目睹每晚都会出现的极光奇观。

观看极光要选择正确的时间，秋冬季一般是极光现象的多发期，在挪威，每年的11月——第二年3月是观看北极光最好的时期，极光出现的高峰时段是在下午6点到凌晨1点之间。