太陽是一個龐大而熾熱的氣體球，在它的內(nèi)部和表面進行著各種化學(xué)元素的核反應(yīng)，產(chǎn)生了強大的帶電微粒流，并從太陽發(fā)射出來，用極大的速度射向周圍的空間。當(dāng)這種帶電微粒流射入地球外圍那稀薄的高空大大氣層時，就與稀薄氣體的分子猛烈地沖擊起來，于是產(chǎn)生了發(fā)光現(xiàn)象，這就是極光。
為什么極光大多在南北兩極附近的上空出現(xiàn)？
極光大多在南北兩極附近出現(xiàn)，很少在赤道地區(qū)發(fā)生。為什么呢？
瑰麗的極光是天空的奇觀，它是高緯度地帶晴夜天空常見的一種輝煌閃爍的光弧或光蒂．這種電的現(xiàn)象在中低緯度地帶一般是不常見的。極光的形成主要是由于太陽的帶電微粒發(fā)射到地球磁場的勢力范圍，受到地球磁場的影響，從高緯度進入地球的高空大氣，激發(fā)了高層空氣質(zhì)粒而造成的發(fā)光現(xiàn)象。地球是一塊巨大的磁石，而它的磁極在南北兩極附近。我們知道，指南針總是指著南北方向，就是因為受了地磁場的影響。從太陽射來的帶電微粒流，也要受到地磁場的影響，而且使帶電微粒流聚集在磁極附近。所以極光大多在南北兩極附近的上空出現(xiàn)。在南極發(fā)生的叫南極光，在北極發(fā)生的叫北極光。我國處在北半球，所以東北等地看到的只能是北極光。
在一般的年月里在我國的緯度上，極光就比較罕見。但是我們知道，極光現(xiàn)象是與太陽活動有著密切關(guān)系的，每當(dāng)太陽活動較強的年份，極光就可以在較低的緯度上看見。
1957年3月2日夜晚7點鐘左右，我國東北邊境的漠河和呼瑪城一帶出現(xiàn)了幾十年少見的的極光：一團殷紅燦爛的霞光突然地升騰起來，一瞬間變成了一條弧形的光帶，從黑龍江上空伸向大興安嶺的南方。在同年的9月29日到30日夜晚，我國北緯40度以上的廣大地區(qū)，也出現(xiàn)了一次少見的瑰麗的極光，映紅了北方的天空。人們懷著極大的興趣觀看這種難得見到的自然現(xiàn)象。
為什么極光會是五彩的呢？
這是因為空氣是由氧、氮、氫、氖、氦等氣體組成的。在帶電微粒流的作用下，各種不同的氣體所發(fā)出的光也不相同，因此就有各種不同形狀的顏色的極光。有的極光象帳幕，有的象圓弧，有的呈帶狀，有的呈射線狀；有的是橙紅色，有的紫紅色；有的色淡，有的色深。有時候天空中五彩繽紛，美麗極了。
一般極光(主要是指弧狀、垂幕狀、幕弧狀的極光)的亮度，以在距其下限的5一l0千米處最強，自此向上或向下，極光強度均迅速減弱，但在距下限約15千米以上，亮度隨高度而減弱的程度就變得和緩些，其所以如此是由于下列原因所形成的。
當(dāng)正電微粒進入大氣時，與高空稀薄的大氣分子或原子相碰使它們電離，并激動它們發(fā)光，發(fā)光的強度越與電離的程度成正比。當(dāng)正電微粒初入大氣時，由于大氣密度過小，被電離的空氣不多，故極光寬度不很強。以后當(dāng)正電微粒繼續(xù)向下行進時，所遇的空氣質(zhì)粒加多，被電離的空氣也加多，因而極光亮度就漸漸加強，到了距極光下限約7一10千米處，極光最亮，再向下，由于帶電微粒的速度已有相當(dāng)一部分減弱到小于臨界的最大電離速度，因而就不易使空氣電離，被電離的空氣分子也大為減少，極光亮度就又大為減弱了。但是侵入大氣造成極光的帶電微粒不單是正電微粒，還可能是負電微粒，在這種情況下，極光強度就不是正比于電離強度，而是正比于電子在其行徑中被大氣吸收的程度了。在很高的高空，由于電子速度很大，空氣又很稀薄，所以電子被吸收得不多，極光就不很強，以后電子繼續(xù)向下走，速度變慢，所遇到的空氣密度漸大，電子被空氣吸收的也漸多，所以極光漸強，約在距地110--140千米處極光最強，再向下，由于電子已大部被空氣吸收了，所余的電子已不很多，能被空氣再行吸收的電子甚少，因此極光的亮度又大為減弱。
極光的表現(xiàn)有各種各樣的形式，就外形看：有的如光幕、有的如光冕、有的如光弧、有的如光斑、有的如光帶、有的如光柱、有的如光束；就結(jié)構(gòu)來說：有的是均勻片狀結(jié)構(gòu)的、有的是下部明顯上部模糊、有的是由線條構(gòu)成、有的是由斑點構(gòu)成；就輪廓來看：有的下面有輪廓上面沒有輪廓、有的則全部沒有輪廓，只在夜空中呈薄透明的一片；就運動的情況來看：有的靜，有的動，動的情況也是各種各樣的：有的呈脈動狀、有的如布幕因被風(fēng)吹而呈現(xiàn)的晃動的樣子，有的呈橫掃狀、有的如火蛇般竄動、有的則如火焰般竄動；就位置來看：有的在天頂(如冕狀極光)、有的在地平線上微露出來(如曙光狀極光)。在一次極光中可以同時呈現(xiàn)幾種式樣，有時極光是單層的，有時則是雙層的甚至是多層的。
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