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1#
發表於 2005-12-3 12:23 PM
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LBSALE[45]LBSALE
極光的顏色由以下4個因素決定：
1 入射粒子的能量
2 大氣中的原子和分子在不同高度的分布狀況
3 大氣中原子和分子本身的特性
4 大氣的密度不均勻，基本上越接近地表密度越高。
入射粒子的能量高低決定了粒子能夠衝入大氣的深度，因此決定了極光產生的高度；而大氣成分隨高度的變化決定了入射粒子比較可能會撞擊到哪種原子或分子，因此決定了可能發出的極光波長。此外，大氣粒子本身的特性也很重要，這些特性直接決定所發出光的顏色。
另外，大氣密度也會影響極光的顏色。由於高層大氣密度較低，發光的過程比較不會受到原子和分子彼此碰撞的干擾。不過，距離地表越近，大氣密度越高，分子之間的撞擊較為頻繁，這會使得某些波長的光比較不容易產生。
決定極光顏色的主要因素之一，就是不同種類分子在大氣中的垂直分布狀況。接近地表之處，大氣的組成十分均勻，78%是氮分子，21%氧分子，這樣的組成直到高度約100公里為止都是如此。在更高之處，來自太陽的高能紫外線會將大氣分子分解成原子，不同種類的原子受到重力影響而產生不同的分布，較輕的原子會分佈在上層。
在大氣層的最頂端，也就是約在距離地表500公里處，氫與氦原子佔了大部分；距離地表200至500公里之間，氧原子的數目最多；在100至200公里之間，則是氮分子的數目最多，其餘主要是氧原子和氧分子；60至100公里主要由氧分子和氮分子構成。
知道了以上大氣的分布，讀者應該就能猜到，高度介於60至100公里的極光，主要的光應該來自氧和氮分子；100至200公里的極光主要由氮分子和氧原子所貢獻；在200公里以上，極光主要來自氧原子，少部分來自氮分子；在大氣的最高層，氫與氦原子也會產生極光，不過這些光十分微弱，肉眼不容易見到。
大氣的密度也是決定極光顏色的重要因子之一。在地表附近，每立方公分的空氣約有高達10的19次方個分子。大氣密度隨著高度而降低，在距離地表50公里處，密度下降1000倍。到了100公里處，密度更是比海平面降低200萬倍。不過，到了200公里的高空，每立方公分仍然有100億顆(10的10次方)氣體粒子。相較之下，太陽風粒子的密度僅約為每立方公分5顆。
儘管150公里以上的高空仍然有許多氣體粒子，粒子之間的撞擊已經不像低空那樣頻繁。碰撞會影響極光顏色，這是由於撞擊會把處於激發狀態的原子或分子的能量奪走，而這能量原本是會放射出特定顏色的光。由於氧原子第一激發態的生命期長達110秒，在這段時間內如果受到其他原子撞擊，就會失去能量而無法放出波長6300埃的紅光。在200公里以上的高空，碰撞頻率很低，所以影響不大，但是在比較低的高度，紅色光就明顯受到抑制。
感想:
可能我住的地方看不到極光
但從網路.書籍.雜誌是都看的
到極光的蹤影.....
我也是閱讀此文才知道
決定極光顏色的要素
在此也跟大家分享一下嚕"@'@!!
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