书城自然科学发现之旅:太空百态
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第16章 极光的奥秘

游侠引言:

极光是天空中的一种特殊的光,是人们能用肉眼看得见的唯一的高空大气现象,它是常常出现于纬度靠近地磁极地区(南北两极)上空大气中的彩色发光现象。一般呈带状、弧状、放射状或幕状。在北部出现的称为北极光,在南部出现的则称为南极光。

正文

许多世纪以来,这一直是人们猜测和探索的天象之谜。从前,爱斯基摩人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬。13世纪时,人们则认为那是格陵兰冰原反射的光。到了17世纪,人们才称它为北极光--北极曙光(在南极所见到的同样的光称为南极光)。在相当长一段时间内,人们一直认为极光可能是由以下三种原因形成的。

一种看法认为极光是地球外面燃起的大火。因为北极区临近地球的边缘,所以能看到这种大火。

出现在美国阿拉斯加州的极光

另一种看法认为,极光是红日西沉以后,透射反照出来的光辉。

还有一种看法认为,极地冰雪丰富,它们在白天吸收阳光,贮存起来,到夜晚释放出来,便成了极光。总之。众说纷纭,无一定论。

随着科技的进步,极光的奥秘也越来越为我们所知,原来,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。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"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400千米的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

神奇的极光

1890年,挪威物理学家柏克兰认为,离地球1.5亿千米的太阳几乎连续不断地向地球放射物质点。而离地球5万千米至6.5万千米以外有一层磁场将地球罩住,当太阳的质点直射这层磁场而被挡住时,它便向地球四周扩散,寻找钻入的空隙,结果约有1%的质点钻入北磁极附近的大气层。每颗太阳质点含有等于1000伏特的电力。它们在100千米外的高空大气层中与原子和多半由氧和氮构成的分子相遇,原子吸收了太阳质点所含的一部分能量时,立即又将这能量释放出来而产生极强的光,氧发出绿色和红色的光,氮则发出紫、蓝和一些深红色的光。这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。

极光

目前,许多科学家正在对极光作深入的研究。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。

极光是天空中一种特殊的光,是人们能用肉眼看得见的唯一的高空大气现象,它常常出现在南北半球的高纬地区,主要是在南极区和北极区。这种光的美丽显示,是由高空大气中的放电辐射造成的。出现在北半球的叫做北极光,出现在南半球的叫做南极光;南北极光泛称极光。在我国所能见到的当然是北极光。在古代,我国没有极光这个词,所以是根据极光不的形状差异分别加以称谓,如叫做"天狗"、"刀星"、"蚩尤旗"、"天开眼"、"星陨如雨"等等,它们大部分散落在史书的星象、妖星、异星、流星、祥气的记载中。

极光这一术语来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中"黎明"(其实,指的是晨曦和朝霞)的化身,是希腊神泰坦的女儿,是太阳神和月亮女神的妹妹,她又是北风等多种风和黄昏星等多颗星的母亲。极光还曾被说成是猎户星座的妻子。在艺术作品中,伊欧斯被说成是一个年轻的女人,她不是手挽个年轻的小伙子快步如飞地赶路,便是乘着飞马驾挽的四轮车,从海中腾空而起;有时她还被描绘成这样一个女神,手持大水罐,伸展双翅,向世上施舍朝露,如同我国佛教故事中的观音菩萨,普洒甘露到人间。

〔问题在线〕:

为什么会产生极光?极光到底是什么?

〔专家释疑〕:

极光是太阳风到达地球附近时和地球附近的大气作用的结果。

〔探索指南〕:

关于激光的说法很多,随着科技的发展我们一定会真正揭开激光的秘密。