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2008 年 2 月 12 日
 

太陽系裡的奇景 (12): 極光與閃電
   提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 : 在鄰近南極的紐西蘭、澳大利,和靠近北極的加拿大、美國、俄羅斯甚至日本北方等地區, 經常在夜空中可以見到彩色飄舞的雲氣 (如上右照片),這是什麼阿? 是飄蕩的鬼魂陰靈、還是聖人出沒之處呢? 它的呈現又會和 太陽 有什麼樣的關聯呢? 因為它出沒地方都在地球的高緯度極區周圍 (如上左照片) , 因此被稱之為「 極光 (Aurora) 」。 極光 出現的高度可從離地面數公里達數百公里的 大氣層 (Atmosphere) 高空, 它繽紛多彩的顏色, 乃是因為游離著 大氣層 中不同成分的電子, 從較高電子能階的 激發態 (Excited state) 跳回穩定的 基態 (Ground state) 時, 輻射出的不同波段之 電磁波 (Electromagnetic Radiation)」。 例如,在極光光譜中波長為 5577 埃 (A0) 的顯著綠線, 它是由氧 (O) 原子的激發態電子跳躍回基態所產生的。

         天文學家發現當 太陽風 (Solar wind) 繞過了行星外層的「 盾形擾動 (Bow-shock)」, 太陽風 所攜帶的 帶電粒子 約有 5% - 10% 會巧妙地進入行星的 磁圈 (Magnetosphere,或稱 磁球層) 、 范艾倫帶 (Plasmasphere,或稱 電漿球層), 甚至 大氣層 裡來而呈現 北極圈附近的「 北極光 (Aurora borealis)」 和南極圈附近的「 南極光 (Aurora australis)」現象。上圖從左至右, 分別是 地球 木星 土星 的南北極光照片。 你親眼見過閃電嗎? 人類對閃電的感受是既害怕又迷惑,因為它摧毀建物、樹木或傷及人畜的驚人威力, 也疑惑它發生得真是太快了,閃電瞬間的產生充沛的光能、 亮度和伴隨的轟然巨響 。朋友,你知道為什麼會有閃電嗎 ? 閃電的速度到底有多快 ? 你對閃電的原理又瞭解了多少呢 ? 我們稍後再詳加述說吧 !  

明日主題 : 太陽系裡的奇景 (13): 行星磁場與衛星火山
天文史上的今天 : 2001 年 2 月 12 日,美國太空探測器 Near 舒梅克號登陸於愛神小行星 上,成為第一個在 小行星體 上登陸的探測器。

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主編 : 陳輝樺陳輝樺                 
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                    蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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