为什么极光会有颜色

‘壹’ 为什么极光是五颜六色的

当黑夜降临，在地球的两极上空，有时会出现来回飘动的光的彩带，人们称它为极光。景象格外壮观，令人惊叹不已。

太阳是一个巨大的炽热球体，它不断向外发射大量带电粒子。这些细小颗粒大部分被地球磁场挡住，只有很少一部分顺着磁力线来到地球的两极，钻进大气层里。这些带电粒子与高空大气中分子激烈碰撞，激发出极光来。大气中有好多种气体分子，所以极光总是五颜六色的。

‘贰’ 极光为什么会产生颜色

人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕，地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如，通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源，粒子种类，能量大小，地球磁尾的结构，地球磁场与行星磁场的相互作用，以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。

极光不但美丽，而且在地球大气层中投下的能量，可以与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相比。这种能量常常搅乱无线电和雷达的信号。极光所产生的强力电流，也可以集结在长途电话线或影响微波的传播，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，从而使某些地区暂时失去电力供应。怎样利用极光所产生的能量为人类造福，是当今科学界的一项重要使命。

极光 常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。 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。在大约离磁极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公里，极大发光处的高度约110公里左右，正常的最高边界为300公里左右，在极端情况下可达1000公里以上。 根据近年来关于极光分布情况的研究，极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环状，而是更像卵形。 极光的光谱线范围约为3100—6700埃，其中最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线，称为极光绿线。 早在2000多年前，中国就开始观测极光，有着丰富的极光记录。

极光是划过南北两极地区上空的耀眼的光象。至今还没有人确切地知道极光发生的原因，但人们通常认为极光是来自太阳微小高能粒子在地球磁场受阻后偏向的结果。一说是太阳高能粒子在地球磁场作用下和地球外层大气中氧氮原子撞击产生的辉光。太阳每11年左右有一个非常活动期，发出大量高能粒子进入宇宙空间。此时出现的极光最为瑰丽壮观。

‘叁’ 为什么北极光大部分都是绿色的

北极光之所以会普遍呈现绿色，是因为地球大气层的小粒子释放了能源，氧原子会放出绿色和的光芒，氧分子会放出红光或黄光，氮分子会放出紫光或粉红光。当带电微粒受到地球磁场的影响，氧原子释放电磁风暴的时候，形成的光大概都为绿色的光。

极光是一种自然的美丽现象，它没有固定的形态，颜色也有很多种，大概以绿色，白色，黄色，蓝色居多，偶尔也会出现红色。极光的发生一般只有在严寒的秋冬才可以，在高纬度地区才能看见。最佳观测极光的地区是北极，最佳观测时刻为11月至次年2月的晚上。

亲爱的读者朋友们，你们现在明白北极光为什么大多是绿色的吧？如果还有什么不明白的，欢迎在评论区留言。

‘肆’ 极光是什么颜色 为什么是彩色的

极光绚丽多彩，有各种颜色，非常的漂亮，也被视为自然界中最漂亮的奇观之一，可是为什么极光是彩色的，五彩缤纷，形状不一呢？那么下面就由 星座知识 为大家揭晓下极光是什么颜色？为什么是彩色的？

极光是什么颜色 为什么是彩色的
极光在不同的环境、不同的气候、不同的时间会呈现多种色彩的变幻，科学家发现，极光呈现的颜色是由以下四个因素决定的：(1)入射粒子的能量；(2)大气中的原子和分子在不同高度的分布状况；(3)大气中原子和分子本身的特性；(4)大气的密度不均匀，基本上越接近地表密度越高。

入射粒子的能量高低决定了粒子能够冲入大气的深度，因此决定了极光产生的高度；而大气成分随高度的变化决定了入射粒子可能会撞击到哪种原子或分子，因此决定了可能发出的极光波长。此外，大气粒子本身的特性也很重要，这些特性直接决定所发出光的颜色。

另外，大气密度也会影响极光的颜色。由于高层大气密度较低，发光的过程不会受到原子和分子彼此碰撞的干扰。不过，距离地表越近，大气密度越高，分子之间的撞击较为频繁，这会使得某些波长的光不容易产生。

决定极光颜色的主要因素之一，就是不同种类分子在大气中的垂直分布状况。接近地表处，大气的组成十分均匀，78%是氮分子，21%氧分子，这样的组成直到高度约100公里为止都是如此。在更高之处，来自太阳的高能紫外线会将大气分子分解成原子，不同种类的原子受到重力影响而产生不同的分布，较轻的原子会分布在上层。

在大气层的最顶端，也就是约在距离地表500公里处，氢与氦原子占了大部分；距离地表200～500公里之间，氧原子的数目最多；在100～200公里之间，则是氮分子的数目最多，其余主要是氧原子和氧分子；60～100公里主要由氧分子和氮分子构成。

知道了以上大气的分布，你就能猜到，高度介于60～100公里的极光，主要的光应该来自氧和氮分子；100～200公里的极光主要由氮分子和氧原子所贡献；在200公里以上，极光主要来自氧原子，少部分来自氮分子；在大气的最高层，氢与氦原子也会产生极光，不过这些光十分微弱，肉眼不容易见到。

大气的密度也是决定极光颜色的重要因子之一。在地表附近，每立方厘米的空气约有高达10的19次方个分子。大气密度随着高度而降低，在距离地表50公里处，密度下降1000倍。到了100公里处，密度更是比海平面降低200万倍。不过，到了200公里的高空，每立方公分仍然有100亿颗(10的10次方)气体粒子。相比之下，太阳风粒子的密度仅为大约每立方厘米5颗。

尽管150公里以上的高空仍然有许多气体粒子，粒子之间的撞击已经不像低空那样频繁。碰撞会影响极光颜色，这是由于撞击会把处于激发状态的原子或分子的能量夺走，而这能量原本是会放射出特定颜色的光。由于氧原子第一激发态的生命期长达110秒，在这段时间内如果受到其他原子撞击，就会失去能量而无法放出波长6300埃的红光。在200公里以上的高空，碰撞频率很低，所以影响不大，但是在比较低的高度，红色光就明显受到抑制。

红色：在最高海拔处，以原子氧为主，受激发的原子氧（O）跃迁时常发射波长为630纳米的光（红色）；由于原子氧浓度很低，而人眼对这个波长的光的灵敏度低，所以只有在太阳活动很强烈的时期，夜晚出现这种颜色的极光才容易看到。

绿色：海拔高度较低时，粒子碰撞频繁，抑制了红光的这种过程，以绿色光（557.7纳米）为主。受激发的分子氮（N2）通过碰撞将能量传递给氧原子（O），然后氧原子辐射绿色波长的光。

粉红色或黄色：由绿光和红光的过程按一定比例混合，共同作用而成。

蓝色：海拔较低的地方分子氮和分子氮的离子在某些极光过程中占据主导地位，其中428纳米波长的光（蓝色）的发射又是主要的。

由于红色、绿色和蓝色是颜色加性合成的主要颜色，所以这些过程结合之下理论上几乎任何颜色的极光都有可能出现，不过以上几个颜色是主要的。另外，极光也包含红外线和紫外线，不过它们都不是我们的肉眼能够识别的了。

‘伍’ 北极光是怎么发生的为何以绿色和粉色为主

极光是因为携带大量高能带电粒子的太阳风暴与地球产生了摩擦，这些高能带电粒子与大气层中的原子碰撞从而产生的发光现象。极光有很多颜色，大部分以绿色和粉色为主，还有黄色和红色。极光的颜色取决于大气层中与高能带电粒子碰撞的原子种类不同，如果与氧原子碰撞，就会放出绿色的光，如果与氮原子碰撞，就会放出粉色的光。

极光的形成需要有三个条件，大气、磁场和高能带电粒子，这三个条件缺一不可。一般来说，来自太阳风的高能带电粒子被地磁所吸引，被带进了地球大气层，它们在高纬度地区与大气层中的不同原子发生了碰撞，从而激活了巨大的能量，产生了发光现象。激光的现象不仅在地球上出现，在太阳系的其他行星上也可能会发生。

亲爱的读者朋友们，你们见过极光吗？

‘陆’ 极光为什么多是绿色的

因为在距离地面10万～15万米的高空中，被激发的电子在回到靠近原子核的轨道之前，还可以逗留在一个亚稳定的状态（第一激发态），并放出绿光。所以在中等海拔的地方（60千米～150千米），极光多以绿色为主；在高海拔的地方（150千米以上），极光多以红色为主。

高层大气中的分子或原子，在被来自太阳的高能带电粒子激发后，会释放出一定的能量。大气中气体成分虽多，但仍以氮气和氧气为主，二者的总和占到了地球大气层的99%，因此决定极光颜色的主要就是氮气和氧气。

氧原子有8个电子，不同轨道上的电子具有不同的能量，离原子核越近的轨道，电子的能级越低。在正常状态下，氧原子的电子处于最低能级，即电子在离核最近的轨道上运行。

(6)为什么极光会有颜色扩展阅读

地球内部的流体运动产生了强大的地磁场，从太阳上飞过来的带电粒子流在接近地球时，由于受到地磁场的影响，就会以螺旋形的运动方式飞向两个磁极。

地球的磁层，实际上是用地球磁场的磁力线编织起来的“保护伞”，它包裹着整个地球，保护着地球上的生物，使它们免受太阳风粒子的袭击。

不过这张“网”并非想象中那么“结实”，在南北极的上空就出现了较大的“间隙”，使得一部分太阳风乘虚而入，进入了地球磁场的磁尾，这就是为什么极光现象多被控制在两极地区的上空。

不过，在太阳喷发的带电粒子流非常强烈的年份里，两极地区以外的一些地方也有机会观察到极光。也就是说，地球磁已经无法完全控制住所有的带电粒子流了。

‘柒’ 极光很美丽，为什么大部分极光是绿色的

极光很美丽，但是大部分的极光都是绿色的其实并不是因为极光本身只有绿色，极光本来是五颜六色的，但是当极光产生以后，其中的带电粒子就会跟大气层发生冲击和碰撞，而带电粒子在跟大气层中的氧气进行冲撞的时候，就会产生绿色的光芒，而人在识别到极光的时候，进入眼睛的颜色就是绿色。

另外也可能出现红色的极光或者黄色的极光，在极光中最少见的其实是蓝色的极光，一般要在低纬度的地区才可能碰到，这种颜色的极光可以说是可遇不可求，如果能够看到这些颜色的极光已经是非常幸运了。绿色的极光虽然很常见，但是能够遇到极光已经很难得了，所以说不管是哪种颜色，都是非常美丽的体验。

‘捌’ 五颜六色的极光是如何形成的

在地球上南北极空中，我们知道常常会发生极光，许多人觉得极光十分的好看，五颜六色，变幻无常。有些人想要在极光下许过愿望，意味着自身将来很有可能完成的一些理想，由于极光得绚丽多彩，因此大家通常把极光觉得是最美好事物。假如可以抵达极光的天上，大家也觉得是一件十分幸福快乐的事儿！

怎么样，有没有被这神奇的光震撼到呢？想看到最好的极光是很难的，因为极光受天气和环境的影响很大，最佳观看的时间就是在每年的9月到次年4月之间。可以选择在加拿大、俄罗斯、挪威、冰岛或是南极洲等远离城市灯光的地区观看都比较理想。

‘玖’ 南极科考队员拍摄到绚丽极光，为何极光的颜色大多都是绿色的

极光之所以多为绿色，其原因在于它的谱线主要为氧原子绿线。所谓谱线，简单来说就是指组成光谱的线条，而光谱则是指复色光经由色散分解之后所形成的图案。谱线的产生是由于电子云中的电子能量因受到影响导致能量差的出现，继而又催生了光子，最后便会产生谱线。谱线拥有吸收谱线以及反射谱线这两大类别，其中前者为热源宽光谱通过冷材料时所产生的，后者则恰好相反。

除此之外，按照南北区域的不同，极光还可以区分为北极光与南极光。其中位于北半球的费尔班克斯因为一年中可见极光的天数多达两百多天，故而获称“北极光首都”。北半球除了费尔班克斯之外，地处极光带上的冰岛也是观看极光的极佳地点。南半球的话，像南美洲、新西兰等地也都较为容易观测到极光现象。极光作为自然界中最为绚丽的自然现象之一，是许多人心目中十分向往的美景。

‘拾’ 为什么北极光在大部分时间是绿色而不是其他颜色

极光其实不只是绿色的，其颜色取决于太阳中的带电粒子跟大气层的哪种气体先发生碰撞，大气层的最上层氧气含量比较高，带电粒子跟氧气碰撞，就出现了绿色的光。

在氧原子跃迁回基态的时候，如果它没有与其他粒子碰撞的话，会有3/4秒时间发出绿色的光，然后有足足2分钟发出红色的光。在大气层的最上层，氧气含量相对较高，而且空气粒子之间十分稀疏，因此会有足够的时间来释放暗红色的极光，而如果海拔降低的话，这些被激活的氧原子还来不及释放红光就已经与其他原子碰撞了。当然如果海拔更低，空气密度更大的话，这些被激活的氧原子根本来不及发光就湮灭了。

当然，根据各种形成条件的限制，极光的颜色也是有偏好的。最常见的极光是绿色的，其次是粉色（少量绿色+红色）、纯红色和黄色（红色+绿色），最罕见的是纯蓝色。但是对于生活在低纬度的居民来说，在太阳活动强烈的时候，低海拔产生的红色极光会更为常见一些