极光是怎么形成的?为什么都出现在两极?（带电离子在地球的磁场中不是应该做圆周运动吗!）

Question

极光是怎么形成的?
为什么都出现在两极?（带电离子在地球的磁场中不是应该做圆周运动吗!）

Answer 1

产生极光的原因是来自大气外的高能粒子（电子和质子）撞击高层大气中的原子的作用.这种相互作用常发生在地球磁极周围区域.现在所知,作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时,被地球磁场俘获,并使其朝向磁极下落.它们与氧和氮的原子碰撞,击走电子,使之成为激发态的离子,这些离子发射不同波长的辐射,产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩.在太阳活动盛期,极光有时会延伸到中纬度地带,例如,在美国,南到北纬40度处还曾见过北极光.极光有发光的帷幕状、弧状、带状和射线状等多种形状.发光均匀的弧状极光是最稳定的外形,有时能存留几个小时而看不出明显变化.然而,大多数其他形状的极光通常总是呈现出快速的变化.弧状的和折叠状的极光的下边缘轮廓通常都比上端更明显.极光最后都朝地极方向退去,辉光射线逐渐消失在弥漫的白光天区.造成极光动态变化的机制尚示完全明了.在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为"太阳风".这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流,该太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场,磁场使该颗粒流偏向地磁极,从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应,形成极光.在南极地区形成的叫南极光.在北极地区同样可看到这一现象,一般称之为北极光.