1.什么是极光现象
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。
2.从古至今人们对极光现象的探索
极光是怎么产生的呢?许多世纪以来,人们探索其成因的脚步一直都未停止,在中国有付宝看到天空中瑰丽壮观的极光儿怀孕生下黄帝轩辕氏的传说,在希腊神话中被神话成古希腊神泰坦的女儿。爱斯基摩人认为极光是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬,原住民则视极光为神灵现身,深信快速移动的极光会发出神灵在空中踏步的声音,将取走人的灵魂,留下厄运。
随着时代的发展,人们试图用各种理论解释极光的成因,但都不尽人意。
2.1本杰明·佛兰克林(Benjamin Franklin)的理论:
神奇的北极光是浓稠的带电粒子和极区强烈的雪和其他的湿气作用造成的。但显然冰晶和湿气的折射带有
偶然性,无法完成这样伟大而频繁的工程。
2.2极光的电子来自太阳发射的光束
这是克利斯蒂安柏克兰在1900年提出的说法,她在实验室用真空室和磁化的地球模型,显示电子是如何被引导至极区。这个模型的问题包括本身缺乏在极区的极光、负电荷本身自行散射这些光束、而且仍然缺乏任何太空中的观测证据。
2.3破水桶理论:
极光是溢流出的辐射带,这是詹姆斯·范艾伦和工作伙伴大约在1962年首先提出的。他们指出在辐射带内获得的巨大能量很快就会在极光的漫射中耗尽。不久之后,很明显地,
陷在辐射带内的都是高能的带正电离子,而在极光内几乎都是能量较低的电子。
2.4光是太阳风中的粒子被地球的场线引导至大气层顶端造成的
这适用于极光的尖点,但在尖点之外,太阳风没有直接的作用。另一方面,太阳风的能量主要都留驻在带正电的离子,电子只有0.5eV,而在尖点上会上升至50~100eV,这仍然远低于极光的能量。
3.极光现象的成因
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
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质点。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。
4.极光现象的危害及研究前景
极光不仅仅代表着美丽,由于太阳运动产生的大量带电粒子使得极光现象往往伴随着太阳风在大气层中投射出大量的能量。这些能量不仅会对地磁场产生改变,对人类的生产生活产生干扰,但其中也蕴藏着的大量能源。如何利用这些能源至今仍然是科学家们不断探求的课题。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