Question

北极光是怎么产生的？

Answer 1

是太阳的太阳风造成的!极光的产生过程与霓虹灯管发光的原理相似。霓虹灯管内，藉着两极的电压差将电子加速，然后将管内稀薄气体撞击而发光。来自上空的高速电子撞击电离层中的原子、分子、或离子，把它们打成激发态（通常必须是一个高能阶的准稳定态），等一段时间后（【生命期】），它们会自动的跳回基础态（或较低能阶的准稳定态），放出一定波长的光，这就是极光。
造成极光的的高速电子，打哪儿来的呢？造成扩散极光的高速电子来自内磁层：
内磁层中，原来沿磁场线来回弹的高能电子，被扰动的电场与磁场散射后，无法继续来回弹跳而落入电离层中，并与电离层中的氢原子碰撞发出红光。由于这些电子一个一个落下来，好像下毛毛雨一般。因此所产生的极光也像毛毛雨弄湿地面一般，呈现相当均匀的分布。
造成分立极光的高速电子来自磁尾电浆片或磁层顶：造成分立极光的高速电子成因可能不只一种，以下只是提出其中一种，做详细的说明。磁副暴是一种强烈的磁场扰动。主要的扰动发生在磁尾、以及高纬的电离层与地表。当磁副暴发生时，磁尾的磁场发生变形，会将电浆片中的热电浆挤出来，灌入电离层。
当来自磁尾电浆片的热电浆，到达电离层上空时，会自行形成一组u型的等电位分布，其中，越内层的u型等电位面，电位越低。也就是说：在u型结构的中央处，形成了一个沿磁场方向，方向向上的「场向电场」。在u型结构的两侧，形成了一个垂直磁场方向辐合形式的电场分布。因此，位在u型结构中央处的电浆中的电子，就会被此向上的「场向电场」所加速，高速的打入电离层。
当地球磁层外面太阳风中的磁场方向，具有南向分量时（与地球磁场方向相反时），地球的磁层顶，也成了一个带有很强电流的电浆片。这样的磁场与电流分布，很不稳定，也会造成强烈的磁场扰动（例如：「磁场线重联」）。当来自磁层顶电浆片的热电浆，到达电离层上空时，也会造成「场向电场」，并加速电子。