Что вызывает различные цвета полярного сияния
На прошлой неделе огромная солнечная вспышка вызвала волну энергетических частиц, исходящих от Солнца и распространяющихся в космосе. В минувшие выходные волна достигла Земли, и люди по всему миру наслаждались зрелищем необычайно яркого полярного сияния в обоих полушариях. В то время как полярное сияние обычно видно только вблизи полюсов, в эти выходные оно было замечено далеко на юге, на Гавайях в северном полушарии, и так же далеко на севере, как в Маккее на юге. Этот впечатляющий всплеск полярных сияний, похоже, закончился, но не волнуйтесь, если вы что-то пропустили. Солнце приближается к пику своего 11-летнего цикла появления солнечных пятен, и периоды интенсивного полярного сияния, вероятно, повторятся в течение следующего года или около того. Если вы видели полярное сияние или какие-либо фотографии, вам, возможно, интересно, что именно происходило. Что вызывает это свечение и какие у него разные цвета? Все дело в атомах, в том, как они возбуждаются и как расслабляются.
Полярные сияния возникают из-за того, что заряженные субатомные частицы (в основном электроны) сталкиваются с атмосферой Земли. Они постоянно испускаются Солнцем, но в периоды повышенной солнечной активности их становится больше. Большая часть нашей атмосферы защищена от притока заряженных частиц магнитным полем Земли. Но вблизи полюсов они могут проникать внутрь и сеять хаос. Атмосфера Земли состоит примерно на 20% из кислорода и на 80% из азота, а также содержит небольшое количество других веществ, таких как вода, углекислый газ (0,04%) и аргон. Когда высокоскоростные электроны врезаются в молекулы кислорода в верхних слоях атмосферы, они расщепляют молекулы кислорода (О2) на отдельные атомы. Ультрафиолетовый свет солнца тоже делает это, и образующиеся атомы кислорода могут вступать в реакцию с молекулами кислорода, образуя озон (O3), молекулу, которая защищает нас от вредного ультрафиолетового излучения. Но в случае полярного сияния образующиеся атомы кислорода находятся в возбужденном состоянии. Это означает, что электроны в атомах расположены нестабильным образом и могут "расслабляться", выделяя энергию в виде света.
Как вы можете видеть в фейерверках, атомы различных элементов при включении излучают разные цвета света. Атомы меди излучают синий свет, барий – зеленый, а атомы натрия - желто-оранжевый, который вы, возможно, также видели в старых уличных фонарях. Эти выбросы "разрешены" правилами квантовой механики, что означает, что они происходят очень быстро. Когда атом натрия находится в возбужденном состоянии, он остается в нем всего около 17 миллиардных долей секунды, прежде чем испустить желто–оранжевый фотон. Но в полярном сиянии многие атомы кислорода находятся в возбужденном состоянии, и у них нет "разрешенных" способов расслабиться, испуская свет. Тем не менее природа находит выход. Зеленый свет, доминирующий в полярном сиянии, испускается атомами кислорода, которые переходят из состояния, называемого "1S", в состояние, называемое "1D". Это относительно медленный процесс, который в среднем занимает почти целую секунду. На самом деле, этот переход происходит настолько медленно, что обычно не происходит при таком давлении воздуха, которое мы наблюдаем на уровне земли, потому что возбужденный атом потеряет энергию, столкнувшись с другим атомом, прежде чем у него появится шанс испустить прекрасный зеленый фотон. Но в верхних слоях атмосферы, где давление воздуха ниже и, следовательно, меньше молекул кислорода, у них больше времени до столкновения друг с другом и, следовательно, есть шанс испустить фотон.
По этой причине ученым потребовалось много времени, чтобы понять, что зеленый свет полярного сияния исходит от атомов кислорода. О желто–оранжевом свечении натрия было известно в 1860-х годах, но только в 1920-х канадские ученые выяснили, что зеленый цвет полярных сияний обусловлен кислородом. Зеленый свет исходит от так называемого "запрещенного" перехода, который происходит, когда электрон в атоме кислорода совершает маловероятный скачок с одной орбитальной схемы на другую. (Запрещенные переходы гораздо менее вероятны, чем разрешенные, что означает, что для их осуществления требуется больше времени.) Однако, даже испустив этот зеленый фотон, атом кислорода оказывается в еще одном возбужденном состоянии, в котором недопустимо расслабление. Единственный выход — это другой запрещенный переход из состояния 1D в состояние 3P, при котором излучается красный свет. Этот переход, так сказать, еще более запрещен, и состояние 1D должно продержаться около двух минут, прежде чем оно сможет, наконец, нарушить правила и зажечь красный свет. Поскольку это занимает так много времени, красный свет появляется только на больших высотах, где столкновения с другими атомами и молекулами редки. Кроме того, из—за того, что там очень мало кислорода, красный свет появляется только при интенсивных полярных сияниях, подобных тем, которые мы только что наблюдали.
Вот почему красный свет появляется над зеленым. Хотя оба они возникают из-за запрещенной релаксации атомов кислорода, красный свет излучается гораздо медленнее и имеет больше шансов погаснуть при столкновении с другими атомами на более низких высотах. В полярном сиянии чаще всего встречается зеленый цвет, а на втором месте - красный, но есть и другие цвета. В частности, молекулы ионизированного азота, у которых отсутствует один электрон и которые имеют положительный электрический заряд) могут излучать синий и красный свет. На малых высотах это может привести к появлению пурпурного оттенка. Все эти цвета видны невооруженным глазом, если полярное сияние достаточно яркое. Однако в объективе камеры они проявляются более интенсивно. На это есть две причины. Во-первых, камеры имеют преимущество в длительной выдержке, что означает, что они могут тратить больше времени на сбор света для получения изображения, чем наши глаза. В результате они могут снимать в более тусклых условиях. Во—вторых, цветовые сенсоры в наших глазах не очень хорошо работают в темноте, поэтому в условиях низкой освещенности мы, как правило, видим в черно-белом режиме. Камеры не имеют такого ограничения. Но не стоит беспокоиться. Когда полярное сияние достаточно яркое, цвета хорошо видны невооруженным глазом.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Аномальная зона Кудельный ключ

Астролог назвал дату начала Третьей мировой войны

Бывший президент США верит в существование инопланетян

Гадалка предрелка победу сборной Англии на Евро

Две мумии инопланетян обнаружены в Перу

Загадочная удаленная сцена из Звездных войн

Загадочные события в деревне Брод-Хейвен

Знаменитый ресторан McDonald's в Розуэлле

ИИ GPT-4 прошел тест Тьюринга

Инопланетная жизнь однозначно существует

Мегалиты Шотладнии построены для защиты от пришельцев

Министерство энергетики США участвует в исследовании НЛО

Мужчина нашел в лесу место жуткого обряда

НЛО в Иране, реальность или подделка

Поиск источника жутких инопланетных сигналов

Появление НЛО связано с невидимой цивилизацией

Прорыв в поисках жизни на Марсе

Скоро на заводах Tesla будет работать более 1000 роботов

Следующее поколение должно узнать о правду о Несси

Что мы знаем и чего не знаем о НЛО

Материалы, подходящие для аргонодуговой сварки. Металлы и сплавы

Для чего применяется масло абрикосовых косточек

Покупка фургонов Mercedes-Benz. Vito и Sprinter

Доступные цены на квесты в Саратове – одно из преимуществ эскейпрумов

Дональд Трамп раскрыл свою позицию по поводу НЛО

Достоверное наблюдение НЛО в Техасе

За инопланетянами следят 24 часа и 7 дней в неделю

Завораживающая встреча с голубым НЛО

ИИ баллотируется на пост мэра Вайоминга

Инопланетяне и НЛО реальны

Инопланетяне могут жить среди нас, маскируясь под людей

Инопланетяне, возможно, уже живут на Земле

Информаторы сообщают о НЛО в районе ядерных объектов

Исследования НЛО и верования в инопланетян

НЛО замечен в Иране, но реальны ли эти кадры

Обнаружены две новые мумии инопланетян

Они уже здесь

Отчет Пентагона опровергает утверждения об НЛО

Официальные дискуссии об инопланетянах и НЛО

Парень наткнулся на секретное подземелье под своим домом

Секретные материалы полиции Южного Йоркшира

Семиминутная встреча со светящимся объектом

Таинственная дыра, обнаруженная на Марсе

Уфологический парк открылся в Миссури

Архивы Ватикана хранят секреты НЛО

Аэротакси впервые повернуло двигатели в полёте

Вопрос об НЛО хотят включить в президентские дебаты

За загадками НЛО могут стоять скрытые цивилизации

Загадка НЛО в Пертшире конкурирует с Несси

Загадочная связь между НЛО и ядерным оружием

Инопланетяне похитили двух женщин

Инопланетяне уже могут быть на Земле

Как будут выглядеть люди через 1000 лет

Конгресс США готовится к двум новым слушаниям по НЛО

Мы ни когда не были одни

Неожиданный ответ на вопрос о существовании НЛО

Почему инопланетяне не вступили с нами в контакт

Правдоподобное наблюдение НЛО в Айдахо

Пространственно-временные дефекты

Разгадка тайны Сихенджа

Скрытая цивилизация может существовать на Земле

Тайна американской 'Раковой аллеи'

Трамп об инопланетных формах жизни

Эмили Блант снимется в фильме Стивена Спилберга о НЛО

Аномалии на южном полюсе Марса порождаются пылью

Бигфут терроризирует семью из Алабамы

Биотехнологии станут ключевым элементом здравоохранения

Гарвардское уфологическое исследование

Дональд Трамп рассказал, верит ли он в инопланетян

Жуткая история дорожного полицейского

Инопланетяне уже могут быть на Земле

Маленькие дети переживают околосмертный опыт

Мальчик-Ванга предсказал несчастье в сентябре 2024 года

Медитация повышает телесное напряжение

Мулла и священник очистили 'Дом смерти' от привидений

Неудобные вопросы министерству обороны США

Подрядчик Пентагона рассказал о встрече с голубым НЛО

Сенаторы считают, что управление Пентагона по НЛО лжет

Создана система для вставки генов в ДНК человека

Созданы цепочки ДНК, способные разрезать молекулы РНК

Странные явления в Китае - предвестники масштабных событий

Странный металл из-за пределов Земли найден в древнем тайнике

Эфимерное существо заметили над озером в Аргентине

Ядерный город недалеко от Зоны 51

ACT Capital Partners AG - отзывы 2024. Мнение трейдеров

Пётр Чайковский. История жизни великого композитора

Куда кидать Steam api64 dll

Астрономы ожидают редкого взрыва новой звезды

Внутри ужасающей фабрики человекоподобных роботов

Гигантские петроглифы обнаружены в Южной Америке

Гравитация может существовать и без массы

Житель штата Нью-Йорк был свидетелем похищения

ИИ может улучшить вашу жизнь

Инопланетяне маскируются под людей

Инопланетяне могут жить на Луне

Инопланетяне могут разгуливать среди нас

Контр-адмирал ВМС США выражает тревогу по поводу НЛО

Миссия к Урану может стать детектором гравитационных волн

На Земле скрывается неизвестная технологическая цивилизация

Назрела необходимость борьбы с космическими вирусами

Полеты на Марс могут привести к повреждению почек

Представитель Пентагона рассказал о встрече с голубым НЛО

Разгадана ли наконец тайна Стоунхенджа

Свидетели НЛО таинственным образом исчезают

Скрытая цивилизация может тайно жить на Земле

Странные, дикие истории о похищенных НЛО

Турбулентность на Земле и в космосе одинакова

Грузовое судно столкнулось с чем-то подводным

Жительница Луизианы сняла странный свет

Завораживающие циклоны на Юпитере

Земные радиоволны записывают с Луны

Коммерциализация Луны как следующий шаг в космогонке

Люди в черном скрывают информацию об НЛО

Мы не одиноки в документальном фильме 'Встречи с НЛО'

На Земле существует развитая стелс-цивилизация

НЛО могли выводить из строя американские ракеты

НЛО пролетает над улицами в Иране

Озеро под ледяной шапкой Марса маловероятно

Первое обнаружение отрицательных ионов на Луне

Поправки в закон США помогут легализовать НЛО

Последнее столкновение Млечного Пути произошло недавно

Простой логический вопрос поставил в тупик ИИ

Самое достоверное наблюдение НЛО в Техасе

Сериал 'Паранормальное явление' расскажет о НЛО в Британии

Терморегулирующее устройство для долговечности лунохода

Уфологический тур по Смитсоновскому музею авиации

Япония начинает расследование по поводу НЛО

Лучшие аниме для просмотра с родителями

ТОП аниме, где главный герой самый сильный

Аниме 2023. Новые горизонты и возвращение классики

Топ комедийных аниме, которые заставят вас улыбнуться

Романтические аниме, которые тронут сердце. Вечная любовь на экране

Аниме, как один из популярных жанров современных мультфильмов

Близкие встречи третьего рода в Пайн-Буше

Деревня, которая видела пришельцев

Добыча карбонатов на Марсе

Доказательства ядерной войны в древности

ИИ может помочь в обучении этике

Наблюдения НЛО чаще происходят в одной части США

НАСА планирует построить телескоп для поиска обитаемых миров

НЛО поднял в воздух автомобиль

Новый инструмент для поиска признаков жизни на экзопланетах

Первичные черные дыры могут объяснить часть темной материи

Планеты формируются в газовых и пылевых дисках

Правительство США и инопланетяне находятся в сговоре с Google

Пять загадочных древних артефактов

Расследование НЛО началось в Японии

Редактирование генов выведет биотехнологии на новый уровень

Следы бигфута нашли недалеко от Лексингтона в Кентукки

Телескоп Джеймса Уэбба переписывает учебники астрономии

Удалось ли НЛО обезвредить американские ракеты

Что мы знаем о первых галактиках

Экзотические черные дыры - побочный продукт темной материи

В некоторых районах штата Нью-Йорк был замечен огненный шар

Врата в ад в Сибири быстро расширяются

Высокопоставленный политик столкнулась с людьми в черном

Документальный фильм об НЛО 'Они здесь'

Есть ли жизнь на планетезимали Аррокот

Игрок Макс Кросби утверждает, что видел НЛО

Компьютер из человеческого мозга решит много проблем

Космический лифт скоро будет построен

НЛО наведались на базу ВВС после взрыва ядерного оружия

НЛО пролетел над улицами Ирана

Новый материал показывает повреждения люминесценцией

Новый подход для обнаружения гравитационных волн

Обнаружен самый медленный пульсар

Охотник за паранормальными явлениями

Потепление на Земле происходит рекордными темпами

Сообщение о наблюдении НЛО поступило из Тегерана

Странная экзопланета не хочет терять свою атмосферу

У астрономов появился новый способ обойти атмосферу

Уфолог обнаружил еще мумии инопланетян

Что такое Зона 51 и что там на самом деле происходит

База данных для прогнозирования метеоритной опасности

В тот день в Олни были замечены НЛО

Игроки НФЛ видели НЛО на обратном пути из Майами

Истории о демонических псах и Адских гончих

Когда правительству США придется раскрыть секреты НЛО

Мужчина строит гигантский замок со шпилем в виде дракона

На пути к проверке квантового поведения гравитации

НЛО - гигантские муравьи, летающие в муравейниках

Открыли новый способ левитации воды

Очевидцы НЛО тайнственно исчезают

Парламентарии призывают не сбрасывать со счетов НЛО

Рационалистическое отрицание НЛО не позволяет уловить суть

Рецензия министерства обороны на сценарий уфолога

Подписка на новости
Наверх