【極光】極光是一種大氣光學(xué)現(xiàn)象。當(dāng)太陽黑子、耀斑活動劇烈時，太陽發(fā)出大量強(qiáng)烈的帶電粒子流，沿著地磁場的磁力線向南北兩極移動，它以極快的速度進(jìn)入地球大氣的上層，其能量相當(dāng)于幾萬或幾十萬顆氫彈爆炸的威力。由于帶電粒子速度很快，碰撞空氣中的原子時，原子外層的電子便獲得能量。當(dāng)這些電子獲得的能量釋放出來，便會輻射出一種可見的光束，這種迷人的色彩就是極光。
地球的兩極有兩個大磁場，帶電粒子流受地球磁場的影響，飛行路線就要向兩極偏轉(zhuǎn)，兩極地區(qū)形成的粒子流較中緯度更多，在高緯度地區(qū)人們能觀察到極光的機(jī)會更多些。出現(xiàn)在北極的叫北極光，出現(xiàn)在南極的叫南極光。
極光通常有帶狀、弧狀、幕狀或放射狀等多種形狀。由于空氣中含有氫、氧、氮、氦、氖、氬等氣體，在帶電粒子流的作用下，各種不同氣體便發(fā)出不同的光。比如氖氣發(fā)出紅光，氬氣發(fā)出藍(lán)光，……因此極光的顏色也是豐富多彩、變幻無窮的。極光往往突然出現(xiàn)，連續(xù)一段時間以后又突然消失。
在瑞典、挪威、前蘇聯(lián)和加拿大北部，一年可以看到100次左右的極光，出現(xiàn)的時間大多在春季和秋季。在加拿大北部的赫德森灣地區(qū)，每年見到的極光多達(dá)240次左右。我國最北部的黑龍江省漠河地區(qū)，人們常?？梢钥吹轿宀拾邤瘫睒O光。
【海市蜃樓】在炎熱的夏季或沙漠地區(qū)，當(dāng)近地面的空氣受到太陽的猛烈照射時，溫度升得很高，空氣密度變小了，而上層的空氣仍然比較冷，空氣密度也大，這樣由遠(yuǎn)方物體各點(diǎn)所投射的光線在穿過不同密度的空氣層時，就要向遠(yuǎn)離法線的方向折射。當(dāng)光線快射到地球表面時，就會發(fā)生全反射，于是遠(yuǎn)處物體上下各點(diǎn)所投射的光線就沿下凹的路徑到達(dá)觀察者眼中，出現(xiàn)“海市蜃樓”。而在地面逆溫較強(qiáng)的地區(qū)，尤其是在冷海面或極地冰雪覆蓋的地區(qū)，由于底層空氣密度很大，而上層空氣密度很小，這種上疏下密的空氣就能使物體投射的光線經(jīng)過它產(chǎn)生折射和全反射現(xiàn)象，以致出現(xiàn)“海市蜃樓”的景象。
【虹和霓】虹是光線以一定角度照在水滴上所發(fā)生的折射、分光、內(nèi)反射、再折射等造成的大氣光象，光線照射到雨滴后，在雨滴內(nèi)會發(fā)生折射，各種顏色的光發(fā)生偏離、其中紫色光的折射程度最大，紅色光的折射最小，其它各色光則介乎于兩者之間，折射光線經(jīng)雨滴的后緣內(nèi)反射后，再經(jīng)過雨滴和大氣折射到我們的眼里，由于空氣懸浮的雨滴很多，的所以當(dāng)我們仰望天空時，同一弧線上的雨滴所折射出的不同顏色的光線角度相同，于是我們就看到了內(nèi)紫外紅的彩色光帶，即彩虹。
霓：有時在虹的外側(cè)還能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，色序是外紫內(nèi)紅。稱為副虹或霓。
霓和虹的不同點(diǎn)僅僅大于光線在雨點(diǎn)內(nèi)產(chǎn)生二次內(nèi)反射，因此光線通過雨滴后射到我們眼簾時，光弧色帶就與虹正好相反。
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