在地球南北两极,夜空中常常会出现彩色的光。约公元前950年,我国的《竹书纪年》对此现象有所记载。国外的最早描述来自古希腊的探险者。这种美丽的天象奇观是什么?是神的旨意,是地球外缘燃烧的大火,还是冰雪在夜间释放白天储存的太阳能量?千百年来,人们曾经有过各式各样的“解释”。但直到1960年代,人们将地面观测结果与卫星和火箭探测到的信息结合起来,才认清极光的本质。
阿拉斯加上空的北极光Ⓞ
极光是原子与分子在距离地面100—200千米地球大气最上层处被激发的光学现象。它的形成有三大要素:太阳风、地球磁场、大气。太阳风是太阳的激烈活动放射出的无数带电粒子,它们流动时就像空气流动一样。带电粒子进入地球磁场时,受地球磁场的影响,便沿着地球磁力线高速进入南北磁极附近的高层大气中,与氧原子、氮分子等碰撞,产生了“电磁风暴”和“可见光”现象,这就是众所瞩目的极光。极光现象原理与电视机显像管发光类似。电视机显像管又名阴极射线管,电子束击中荧光屏幕,使屏上的荧光粉发光。当产生极光时,极区大气就相当于显像管的荧光屏幕,来自太阳的带电粒子打入极区高空大气层时,会激发大气中的分子和原子,导致发光。其他具有磁场和大气的行星,如木星和水星的两极,也会产生极光。
CRT电视机(左)及其显像管(右)Ⓞ
显像管原理图Ⓞ