2010年1月8日 星期五

你就是綠光如此的唯一 ! Aurora Borealis

很多人都聽過綠光-不過看過的人不多吧:P 太陽風被地球磁場引到北極進入地球,空氣就被打的閃亮亮的了!!

-引---極光(Aurora或Polar light)出現於星球的高磁緯地區上空,是一種絢麗多彩的發光現象。而地球的極光,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。

相關學術文獻

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http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9E%81%E5%85%89

極光(Aurora或Polar light)出現於星球的高磁緯地區上空,是一種絢麗多彩的發光現象。而地球的極光,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。

過去的理論

在過去,有些理論被用來解釋這種現象,但現在都已經過時了。班傑明佛蘭克林(Benjamin Franklin)的理論:神奇的北極光是濃稠的帶電粒子和極區強烈的雪和其他的濕氣作用造成的。
極光的電子來自太陽發射的光束。這是克利斯蒂安柏克蘭在1900年提出的說法,她在實驗室用真空室和磁化的地球模型,顯示電子是如何被引導至極區。這個模型的問題包括本身缺乏在極區的極光、負電荷本身自行散射這些光束、而且在近期內仍然缺乏任何太空中的觀測證據。
破水桶理論:極光是溢流出的輻射帶,這是詹姆斯范艾倫和工作夥伴大約在1962年首先提出的。他們指出在輻射帶內獲得的巨大能量很快就會在極光的漫射中耗盡。不久之後,很明顯的陷在輻射帶內的都是高能的帶正電離子,而在極光內幾乎都是能量較低的電子。
極光是太陽風中的粒子被地球的場線引導至大氣層頂端造成的。這適用於極光的尖點,但在間點之外,太陽風沒有直接的作用。另一方面,太陽風的能量主要都留駐在帶正電的離子,電子只有0.5eV,而在尖點上會上升至50-100eV,這仍然遠低於極光的能量。

現在的理論

根據美國國家航空暨太空總署「瑟宓斯衛星任務」(2007/12)(Themis mission)傳回的新數據,科學家發現太陽釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球,碰到北極上空磁場時又形成若干扭曲的磁場,帶電粒子的能量在瞬間釋放,以燦爛眩目的北極光形式呈現,而地球的極光主要只有紅、綠二色是因為在熱成層的氮氣和氧原子被電子破撞,分別發出紅色和綠色光。

這項研究係由美國加州大學洛杉磯分校的安吉羅波洛斯主持,其研究結果已於2007年12月9日在「美國地球物理聯合會」的學術會議中發表。

瑟密斯衛星任務的5個人造衛星群2007年2月成功發射升空,3月在阿拉斯加和加拿大上空偵測到北極光出現兩小時,同一時間衛星也偵測到帶電粒子流接觸到北極磁場。而讓安吉羅波洛斯驚訝的是,帶電粒子和磁場接觸形成的地磁風暴以每分鐘650公里的速度掠過空中,威力相當於芮氏規模5.5的地震。

科學家早就懷疑,北極光的能源來自帶電粒子與北極磁場接觸產生的扭曲磁場,但這個理論一直到今年5月才獲得證實,當時瑟密斯任務的衛星群從地球上空6萬多公里首度測到扭曲磁場的結構。

極光是地球周圍的一種大規模放電的過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近,地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線(Field line)集中到南北兩極。當他們進入極地的高層大氣時,與大氣中的原子和分子碰撞並激發,產生光芒,形成極光。

極光不只在地球上出現,太陽系內的其他一些具有磁場的行星上也有極光。

在北半球觀察到的極光稱北極光,南半球觀察到的極光稱南極光。部份中國學者認為《山海經·大荒北經》中的燭龍是指極光,古人形容為「人面蛇身,赤色,身長千里,鐘山之神也。」。也有科學家發現火星、木星上的極光

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