美丽的极光

极光是来自太阳活动区的带电高能粒子(可达1万电子伏)流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，所以极光常见于高磁纬地区。在南极称为南极光，在北级称为北极光，在大约离地磁极25°～30°的范围内常出现极光，这个区域称为极光区;在地磁纬度45°～60°之间的区域称为弱极光区;地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。极光下边界的高度，离地面不到100千米，极光发光处的高度离地面约110千米左右，正常的最高边界为离地面300千米左右，在极端情况下可达1000千米以上。极光的光谱线范围约为3100～6700埃(埃是长度单位，1埃=0．1纳米，1纳米=10－9米，常用以表示波的波长及其他微小长度。这个单位名称是为纪念瑞典物理学家埃期特朗而定的。)其中最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线，称为极光绿线。在2000多年前，中国就有了丰富的极光记录。极光有时出现时间极短，有时却可以长达几个小时;极光出现时五颜六色，精彩纷呈，好像在天空挂上了变化多端的彩色银幕。

按形态特征，极光可分成五种——极光弧、极光带、极光片、极光芒、极光幔。

极光是大气、磁场、高能带电粒子三者合作的精彩画卷。极光可以在地球上出现，也可以在太阳系内的其他一些具有磁场的行星上出现。

太阳会喷射出可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，这束粒子属于等离子态。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400千米的速度撞击地球磁场。太阳发出的带电粒子沿着地磁场沉降，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。

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5万～6．5万千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。它们在高空大气层中与原子、氧分子、氮分子相遇，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。各种颜色的光组成了炫丽的极光景象。

极光在地球大气层中投下的能量，几乎与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相等。这种能量会影响无线电和雷达的信号。极光所产生的强大电流会影响微波的传播，也可以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，无法进行电力供应。如果我们能够有效利用极光所产生的能量为人类造福，那将能够解决能源危机。

根据美国国家航空航天局“瑟宓斯卫星任务”传回的新数据显示，太阳释放的带电粒子像一道气流飞向地球，碰到地球两极上空磁场时又形成若干扭曲的磁场，带电粒子的能量在瞬间释放，形成美丽的极光，地球的极光主要有红、绿二色是因为氮气和氧原子被电子破撞，分别发出红色和绿色光。带电粒子和磁场接触形成的地磁风暴会以每分钟650千米的速度在空中飞行，威力可达芮氏规模5．5级的地震。

科学家们猜想，北极光的能源来自带电粒子与北极磁场接触产生的扭曲磁场，这个理论于2010年5月获得证实，瑟密斯任务的卫星群从地球上空6万多千米的高空首度测到了扭曲磁场的结构。极光是南北极地区特有的一种大气发光现象，在东西方的神话传说中都留下了美丽的身影，现代科学的发展，使人类能够用理性的眼光看待极光，对它作出了科学的解释。