作业帮北极极光的原理
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/19 19:44:12
北极极光的原理
北极极光的原理
北极极光的原理
是太阳的太阳风造成的!极光的产生过程与霓虹灯管发光的原理相似.霓虹灯管内,藉着两极的电压差将电子加速,然后将管内稀薄气体撞击而发光.来自上空的高速电子撞击电离层中的原子、分子、或离子,把它们打成激发态（通常必须是一个高能阶的准稳定态）,等一段时间后（【生命期】）,它们会自动的跳回基础态（或较低能阶的准稳定态）,放出一定波长的光,这就是极光.
造成极光的的高速电子,打哪儿来的呢?造成扩散极光的高速电子来自内磁层：
内磁层中,原来沿磁场线来回弹的高能电子,被扰动的电场与磁场散射后,无法继续来回弹跳而落入电离层中,并与电离层中的氢原子碰撞发出红光.由于这些电子一个一个落下来,好像下毛毛雨一般.因此所产生的极光也像毛毛雨弄湿地面一般,呈现相当均匀的分布.
造成分立极光的高速电子来自磁尾电浆片或磁层顶：造成分立极光的高速电子成因可能不只一种,以下只是提出其中一种,做详细的说明.磁副暴是一种强烈的磁场扰动.主要的扰动发生在磁尾、以及高纬的电离层与地表.当磁副暴发生时,磁尾的磁场发生变形,会将电浆片中的热电浆挤出来,灌入电离层.
当来自磁尾电浆片的热电浆,到达电离层上空时,会自行形成一组u型的等电位分布,其中,越内层的u型等电位面,电位越低.也就是说：在u型结构的中央处,形成了一个沿磁场方向,方向向上的「场向电场」.在u型结构的两侧,形成了一个垂直磁场方向辐合形式的电场分布.因此,位在u型结构中央处的电浆中的电子,就会被此向上的「场向电场」所加速,高速的打入电离层.
当地球磁层外面太阳风中的磁场方向,具有南向分量时（与地球磁场方向相反时）,地球的磁层顶,也成了一个带有很强电流的电浆片.这样的磁场与电流分布,很不稳定,也会造成强烈的磁场扰动（例如：「磁场线重联」）.当来自磁层顶电浆片的热电浆,到达电离层上空时,也会造成「场向电场」,并加速电子.