【太空请回答】#极光的绚丽色彩从何而来# ?小小粒子有贡献

美国女航天员克里斯蒂娜·H·科赫(Christina H. Koch)是单次在太空滞留时间最长的女性。她在社交媒体公布的一张照片受到颇多关注——在国际空间站上拍摄的星轨照片。 这并非克里斯蒂娜·H·科赫第一次公布在空间站创作的摄影作品。今年6月，她在国际空间站拍摄的极光照片也吸粉无数。

极光通常出现在地球南北两极附近地区夜间的高空中。它自古就因为绚丽多彩而被留意、观察和记录。克里斯蒂娜·H·科赫拍摄的极光照片呈现出绿色的光芒。人们也曾观测到红色、蓝色等其他颜色的极光，甚至同时夹杂不同的颜色。

那么，极光为什么会有不同的颜色?不同的颜色背后又是什么不同的物理过程?

高空微观粒子的能量跃迁游戏

通常认为，极光是太空(太阳风或地球磁层)中的高能带电粒子进入极区附近的高层大气引发的自然现象。它因为集中出现在两极附近被称为极光。出现在南极的被称为南极光，出现在北极的被称为北极光。极光常常呈带状、弧状、幕状、放射状。这些形状有时稳定，有时连续在变化。

近代的量子力学认为，微观粒子的能量常常是一份一份的，也就是“量子”，而不是连续变化的。按照量子力学基本原理，分子按其内部运动状态的不同，可处于不同的能态，每一能态具有一定的能量。能量最低的态称为基态，能量高于基态的称为激发态。它们构成分子内部的各能级，高能量的激发态可跃迁到较低的能态，能量较低的能态也可吸收一定的能量跃迁到能量较高的激发态。电子激发态与基态之间出现跃迁，就会有吸收或发射特定波长的光，产生分子的电子光谱，分别对应着吸收光谱和发射光谱。

一言以蔽之，分子(也包括原子等)可以吸收或发射特定波长的光来改变能量状态。我们地球的大气，越往高空越稀薄，高空的分子、原子等吸收能量和释放能量的过程可以发光，就会产生极光。而光的颜色与光波长有关，故而极光的颜色会与这种过程有关。

绿色为最常见极光颜色

绿色的极光最为常见，但极光的颜色并不是只有绿色。

这就涉及到大气的电离和复合过程。在太阳紫外线、宇宙射线等的作用下，有些空气分子因失去电子而带正电，成为正离子;有些分子获得电子而带负电，成为负离子。这种中性大气分子获得电荷的过程，称为大气电离。这些离子、电子等带电粒子又可能在碰撞后重新变成中性，这种过程叫做复合。

随着海拔高度增高，大气逐渐稀薄，甚至不同成分分离，出现以氧分子(O2)甚至氧原子(O)、氮氧化物分子(NO)为主的高度。再通过这些电离等过程，出现一些带电粒子，包括氧离子(O+)、羟基自由基(OH-)等。

在最高海拔处，以原子氧为主，受激发的原子氧(O)跃迁时常发射波长为630纳米的光，呈现红色，极光的颜色就会呈现出红色。由于原子氧浓度很低，而人眼对这个波长的光的灵敏度低，所以只有在太阳活动很强烈的时期，才能看到红色的极光。

当海拔高度较低时，粒子碰撞频繁，抑制了形成红光的过程，受激发的分子氮(N2)通过碰撞将能量传递给氧原子(O)，此时微观粒子的跃迁会发射波长为555.7纳米的光，极光主要呈现出绿色。

而当在这种情况下微观粒子跃迁较为平缓时，发射出的光波长仅为428纳米，呈现出的就是蓝色。

更为罕见的粉红色或黄色的极光是由绿光和红光的过程按一定比例混合，共同作用而成。

由于红色、绿色和蓝色是颜色加性合成的主要颜色，所以上述这些过程结合之后，理论上有可能出现几乎任何颜色的极光。不过以上几个颜色是主要的。

另外，极光也包含红外线和紫外线，不过它们都不是我们的肉眼能够识别的了。（科技日报）

【画色彩光是在控制用水上你就错了】
•用水：画水粉画的关键之一是用水。适当地控制用水量可以有效地塑造形体，表现色彩。画水粉静物用水要尽量少，水和色要协调，色多水多，色少水少。
•用水小技巧：笔头以颜色为主稍蘸水即可，用完一种颜色，笔头要用水洗净，用吸水布挤干笔头，再上色，后蘸水，以免弄脏下一笔色。
画面较轻、薄、透的物体时水要略多，水多色少易灰脏，画时新鲜，水干后泛色、颜色变浅、变灰、无质感。水少色多易干、枯、涩，表现不出质感、光泽，不利于色彩衔接。主要物体和物体亮部宜画厚，亮部、半明部，次要物体及背景宜画薄。#美术生# #每日一画# #色彩静物# #绘画#

【民生关注|“稻+”种养 “种”出双收益】11月2日，记者驱车来到任城区喻屯镇西邵村，推开车门，沁人心脾的稻谷香味扑面而来。只见两台大型联合收割机，在金黄色的稻田来回穿梭，所到之处，颗粒尽收，被打碎的稻秆则杂糅在松软的泥土之间。记者快步走到田间小道上，放眼望去，大片稻田里满是金黄。置身田间，颗粒饱满的稻穗，不时随风摇曳，又仿佛在向人们招手展示当下丰收的喜悦。“我们的这片农田，丰收的不止是水稻，还有稻田四周回型沟渠里的大鲤鱼。”顺着周传远的手势，记者看到围绕稻田的一圈沟渠里，不时有几条大鱼跃出水面。几位工人正乘着小木船，手执渔网，在随船行驶中，将沟渠中的鱼驱赶到沟渠一角的大网兜内，等待收获。这片稻田是金喻农科专业合作社流转运营的，周传远是任城区裕隆农产品联合社的理事长。据他介绍，2019年底，裕隆农产品联合社注资1000万元，领办金喻农科专业合作社，在喻屯镇西邵村流转土地300余亩，建设生态农业稻渔综合种养示范基地。“‘稻+’产业是一种立体生态种养模式，在水稻种植的基础上，养殖鱼、虾、蛙等渔类。水稻生长过程中产生的微生物及稻田的害虫可为虾、鱼等渔类提供饵料，而渔类产生的排泄物可为水稻生长提供养料，形成一种优势互补的生物链。同时，种养过程中，因龙虾等渔类对水质的要求很高，所以稻田不喷农药，不施化肥，多施有机肥，保障龙虾等渔类所需水质的同时，确保稻及渔类的绿色环保，实现‘渔肥稻香、一水多用、一田多收’，大大提升了土地产值和效益。”周传远说。据介绍，每年惊蛰前后，工人开始往沟渠内下龙虾苗，至五一国际劳动节附近，正值龙虾旺季时收获。而后，大田灌水润土，于6月开始插秧，同时放置鱼苗。其中，放养的鱼类主要是鲤鱼、白莲、鲈鱼。“刚开始，水位较高，鱼苗会在水稻田间穿梭，鱼虾产生的粪便肥了水，也旺了苗。慢慢，鱼苗长大，便都往沟渠里游。这种放养模式，让鱼类肉质紧实，口感较佳，备受消费者欢迎。”周传远介绍，“稻+渔”生态种养模式是国家农业农村部大力扶持的农业产业项目，生态环保，而且产出产品品质较高。为将这一项目在喻屯落得更坚实，裕隆农产品联合社聘请山农大硕士研究生做专业技术支持，并与相关农业科研部门建立长期技术联系；并采取“公司+基地+农户”新型经营模式，通过土地托管、土地流转和订单育苗，形成公司带动基地、基地辐射农户的产业推广链条。经过三年多的摸索，合作社的“稻+”生态种养模式成果明显，水稻亩产750公斤左右，春收龙虾、秋收鱼，平均亩产150多公斤。“传统种植，一年种一季水稻、一季小麦，一亩地的纯利润也就一千多元。升级后的生态种养模式之下，水稻的品种好、品质优，价格也较传统水稻价格高。再加上鱼虾的收益，细算下来，亩收入4500元左右。”联合社有关负责人白杨梅介绍，相比传统种植模式，生态种养模式之下的土地效益，得到较大提升。“过去，忙活一年，最后收成能有一千多元就不错了。现在，土地流转出去，不仅不用我们过问，还收着每年每亩的粮补和1200元的地租，空闲了再到地里帮个工，还有一笔收入。如今，生态种养不仅提高了土地产出，也富了咱农户。”大周村的周庆金今年已有60岁，把家里近7亩的田地流转给合作社后，就到合作社做养鱼工作，每月收入3000元。现下的日子，让他十分知足，更是对“稻+渔”生态种养模式大为称赞。在合作社还有很多像周庆金一样在田、渠里务工的村民。白杨梅介绍，合作社根据一年四季水稻、渔类的种养情况，定期、不定期地雇用流转土地的农工辅助生产，带动周边6个村庄闲置劳动力100余人就业，拓宽村民收入渠道，提升村民收入水平。金喻农科专业合作社“稻+”生态种养，是任城区农业农村生产升级转型的一个缩影。“通过‘稻+’项目，不仅发展生态高效循环农业，推动了稻区传统耕作方式的提质增效和转型升级，也解决了周边村庄群众的就业问题，为实现农业增效、农民增收起到促进作用。”任城区农业部门有关负责人介绍，2017年，任城区着手试验“稻+”生态种养模式，于2018年开始推广。截至目前，全区在喻屯镇、唐口街道扶持开展“稻+渔”生态种养2万多亩，“一水两用、一田多收”的实在效益，不仅激发了农民稻渔种养的积极性，有力稳定了水稻种植面积，更促进了全区农业生产转型升级，实现了农业增效、农民增收。（本报记者 王雁南 梁琨 摄影报道）