极光的形成是什么原理

太阳风中的带电粒子在大气层中受到激发，引起发光，形成极光。
1.极光原理
当极光出现，居住于南北极圈的人会看见夜空有不断变化的美丽光芒。很多人以为极光的形成与地球以外的太空无关，其实极光的成因与太阳黑子有很大的关系。在我们介绍极光的成因之前，不如让我们先对太阳作一点较深入的了解。大家都知道，太阳是一个十分热的火球。它的表面温度大约是六千度。每时每刻，太阳表面都会将太量粒子往外太空射出去。这就是天文学家经常提到的太阳风。
当极光出现，居住于南北极圈的人会看见夜空有不断变化的美丽光芒。很多人以为极光的形成与地球以外的太空无关，其实极光的成因与太阳黑子有很大的关系。在我们介绍极光的成因之前，不如让我们先对太阳作一点较深入的了解。大家都知道，太阳是一个十分热的火球。它的表面温度大约是六千度。每时每刻，太阳表面都会将太量粒子往外太空射出去。这就是天文学家经常提到的太阳风。
生活在香港的我们，也许没有机会看见极光。但对于居住在极北或极南地域的人们，极光是一场神秘的夜空之舞。闪烁的浅绿色光弦形状在不断地变化，就像轻柔的窗帘，被微风所牵动，婉延在宁静而寒冷的夜空中。极光的光度会改变，当它最明亮的时候，多种颜色相继出现，璀灿悦目。
极光到底是甚么？很久以前，人们以为极光只是太阳光被天上微小的冰块反射而成的，但当科学家分析极光的光谱时，发现它与太阳的光谱并不相似，由此否定了这个说法。另一方面，极光的光谱却和一些气体在极高电压下放电的光谱有不少相似之处。事实上，极光是地球大气高层的气体分子或原子受来自太阳的高能电子碰撞后发射的。简单来说，分子或原子受电子碰撞后，会被激发至较高的能态，甚至被电离。当离子重新俘获电子，辗转回到基态的时候，便会被发射某些拥有特定波长的光波。
这个模型解释了极光的颜色。来自太阳的紫外线把氧分子分解成原子，成为了大气最高层 (电离层) 的主要成份。当氧原子受电子激发后，便会发出极光那主要的浅绿色光芒。能量较高的电子则可深入大气层较低的地方，激发那里的中性氮分子，发出粉红色或紫红色的光辉。电离的氮分子则发出紫蓝色的光。这些次要的激发丰富了极光的颜色，为这道美丽的卷帘添上了悦目的花边。

极光是怎么产生的呢

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）。

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公里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。

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。

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（Polar aurora）出现于地球的高磁纬地区上空。是一种绚丽多彩的发光现象。由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。另外，在太阳黑子多的时候，极光出现的频率也大。

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。

极光不只在地球上出现，太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。

在北半球观察到的极光称北极光，南半球观察到的极光称南极光。也有科学家发现火星、木星上的极光。

极光按形态可分为：

匀光弧极光
射线式光柱极光
射线式光弧光带极光
帘幕状极光
极光冕
按观测的电磁波波段分为：

光学极光
无线电极光
按激发粒子类型可分为：

电子极光
质子极光
按发生区域可分为：

极光带极光
极盖极光
中纬极光红弧

极光（Polar aurora）出现于地球的高磁纬地区上空。是一种绚丽多彩的发光现象。由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。另外，在太阳黑子多的时候，极光出现的频率也大。 极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。 极光不只在地球上出现，太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。 在北半球观察到的极光称北极光，南半球观察到的极光称南极光。也有科学家发现火星、木星上的极光。 极光按形态可分为： 匀光弧极光 射线式光柱极光 射线式光弧光带极光 帘幕状极光 极光冕 按观测的电磁波波段分为： 光学极光 无线电极光 按激发粒子类型可分为： 电子极光 质子极光 按发生区域可分为： 极光带极光 极盖极光 中纬极光红弧
参考资料： http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%9E%81%E5%85%89&variant=zh-cn

是一种绚丽多彩的等离子体现象，其发生是由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。