【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）
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）
截止到目前为止，刘雯与井柏然就恋爱一事没有正面作出回应，不过在外界看来，两人恋爱已是事实，而且细数下来，两人已经被拍到六次。
第一次是在今年5月，有网友声称夜跑时偶遇到井柏然和刘雯，当时井柏然骑着自行车载着刘雯，看上去很甜蜜的样子。
第二次是在6月，媒体拍到刘雯入住井柏然的酒店，到第二天才出门。
第三次是在7月4日，媒体拍摄到刘雯连续3天现身井柏然小区，同样是隔一天才出门，猜测两人的感情发展很稳定。
第四次是在7月19日，两人十指紧扣与杨丞琳夫妇聚会，这一次也实锤了恋爱一事。而对于恋情，双方工作人员拒绝回应。
第五次是在8月，两人牵手外出被偶遇，而后两人还约着李宇春等人聚餐，圈内不少好友已知晓两人恋爱。
第六次则是在10月，两人又牵着手逛商场，虽然没有公开承认，但两人已不再遮遮掩掩，不少网友也为两人送去了祝福。
从这半年被拍到的画面看，刘雯与井柏然的感情非常甜蜜，而且也扒出不少情侣款衣服、包包等物品，和许多热恋中的小情侣一样，两人会为彼此买情侣款，也会暗戳戳秀恩爱。
不过，关于两人的恋爱时间线至今不明确，究竟是在今年才在一起，还是在一起很久了，网友也非常好奇。
而CP粉也曝光了更多细节，扒出两人其实在19年7月拍摄七夕广告前就已相识，也根本不是因为合拍了七夕广告而结缘，时间应该还要更往前一些。
在19年1月，井柏然穿了一件英伦风的白色外套拍摄杂志，巧合的是，刘雯有一模一样的情侣款外套，这个时候就开始穿情侣装，是巧合还是当时就已在一起？
顺着这个时间线又扒出更多细节，翻看井柏然18年、19年的动态，发现在18年10月开始，刘雯频繁点赞井柏然的动态，几乎井柏然每发一条动态，刘雯都会点赞。
刘雯如此关注一个男明星，是不是有点不正常了，而且有不少动态，井柏然都会发一个爱心的表情，刘雯依旧会留下足迹，有时是点赞井柏然的生活照，有时是营业的照片，仅从这些点赞中能够看出，刘雯那个时候就非常关注井柏然。
在2020年、2021年期间，刘雯依旧会点赞井柏然的动态，而她最后点赞井柏然动态是在21年11月30日，此后刘雯开始避嫌，不再与井柏然互动，这个举动反而让人觉得有些不太正常了。
总结下来就是，井柏然18年7月与倪妮结束4年恋情，18年10月刘雯开始频繁点赞井柏然动态，到了19年初两人穿了情侣装，19年7月两人合体拍了七夕广告，而后每年的七夕都会发合作广告，所以，两人这是低调恋爱了许久，只不过是在今年才曝光，还是以朋友身份相处到今年才在一起呢？
如果两人是在今年在一起的，那就是以朋友的身份相处了三年，认为彼此是今生可携手的人才选择在一起，如果早就在一起了，那应该过了磨合期，感情发展到一个很稳定的阶段才选择公开，不管是哪一种情况，两人的感情都很稳定了。
在曝光恋情后，井柏然也会低调秀恩爱了，前段时间李荣浩穿了刘雯联名款衣服，井柏然还在评论区留言，触不及防就是一嘴狗粮，看来，如今的两人也不再遮遮掩掩，希望两人早日官宣好消息啦。
第一次是在今年5月，有网友声称夜跑时偶遇到井柏然和刘雯，当时井柏然骑着自行车载着刘雯，看上去很甜蜜的样子。
第二次是在6月，媒体拍到刘雯入住井柏然的酒店，到第二天才出门。
第三次是在7月4日，媒体拍摄到刘雯连续3天现身井柏然小区，同样是隔一天才出门，猜测两人的感情发展很稳定。
第四次是在7月19日，两人十指紧扣与杨丞琳夫妇聚会，这一次也实锤了恋爱一事。而对于恋情，双方工作人员拒绝回应。
第五次是在8月，两人牵手外出被偶遇，而后两人还约着李宇春等人聚餐，圈内不少好友已知晓两人恋爱。
第六次则是在10月，两人又牵着手逛商场，虽然没有公开承认，但两人已不再遮遮掩掩，不少网友也为两人送去了祝福。
从这半年被拍到的画面看，刘雯与井柏然的感情非常甜蜜，而且也扒出不少情侣款衣服、包包等物品，和许多热恋中的小情侣一样，两人会为彼此买情侣款，也会暗戳戳秀恩爱。
不过，关于两人的恋爱时间线至今不明确，究竟是在今年才在一起，还是在一起很久了，网友也非常好奇。
而CP粉也曝光了更多细节，扒出两人其实在19年7月拍摄七夕广告前就已相识，也根本不是因为合拍了七夕广告而结缘，时间应该还要更往前一些。
在19年1月，井柏然穿了一件英伦风的白色外套拍摄杂志，巧合的是，刘雯有一模一样的情侣款外套，这个时候就开始穿情侣装，是巧合还是当时就已在一起？
顺着这个时间线又扒出更多细节，翻看井柏然18年、19年的动态，发现在18年10月开始，刘雯频繁点赞井柏然的动态，几乎井柏然每发一条动态，刘雯都会点赞。
刘雯如此关注一个男明星，是不是有点不正常了，而且有不少动态，井柏然都会发一个爱心的表情，刘雯依旧会留下足迹，有时是点赞井柏然的生活照，有时是营业的照片，仅从这些点赞中能够看出，刘雯那个时候就非常关注井柏然。
在2020年、2021年期间，刘雯依旧会点赞井柏然的动态，而她最后点赞井柏然动态是在21年11月30日，此后刘雯开始避嫌，不再与井柏然互动，这个举动反而让人觉得有些不太正常了。
总结下来就是，井柏然18年7月与倪妮结束4年恋情，18年10月刘雯开始频繁点赞井柏然动态，到了19年初两人穿了情侣装，19年7月两人合体拍了七夕广告，而后每年的七夕都会发合作广告，所以，两人这是低调恋爱了许久，只不过是在今年才曝光，还是以朋友身份相处到今年才在一起呢？
如果两人是在今年在一起的，那就是以朋友的身份相处了三年，认为彼此是今生可携手的人才选择在一起，如果早就在一起了，那应该过了磨合期，感情发展到一个很稳定的阶段才选择公开，不管是哪一种情况，两人的感情都很稳定了。
在曝光恋情后，井柏然也会低调秀恩爱了，前段时间李荣浩穿了刘雯联名款衣服，井柏然还在评论区留言，触不及防就是一嘴狗粮，看来，如今的两人也不再遮遮掩掩，希望两人早日官宣好消息啦。
截止到目前为止，刘雯与井柏然就恋爱一事没有正面作出回应，不过在外界看来，两人恋爱已是事实，而且细数下来，两人已经被拍到六次。
第一次是在今年5月，有网友声称夜跑时偶遇到井柏然和刘雯，当时井柏然骑着自行车载着刘雯，看上去很甜蜜的样子。
第二次是在6月，媒体拍到刘雯入住井柏然的酒店，到第二天才出门。
第三次是在7月4日，媒体拍摄到刘雯连续3天现身井柏然小区，同样是隔一天才出门，猜测两人的感情发展很稳定。
第四次是在7月19日，两人十指紧扣与杨丞琳夫妇聚会，这一次也实锤了恋爱一事。而对于恋情，双方工作人员拒绝回应。
第五次是在8月，两人牵手外出被偶遇，而后两人还约着李宇春等人聚餐，圈内不少好友已知晓两人恋爱。
第六次则是在10月，两人又牵着手逛商场，虽然没有公开承认，但两人已不再遮遮掩掩，不少网友也为两人送去了祝福。
从这半年被拍到的画面看，刘雯与井柏然的感情非常甜蜜，而且也扒出不少情侣款衣服、包包等物品，和许多热恋中的小情侣一样，两人会为彼此买情侣款，也会暗戳戳秀恩爱。
不过，关于两人的恋爱时间线至今不明确，究竟是在今年才在一起，还是在一起很久了，网友也非常好奇。
而CP粉也曝光了更多细节，扒出两人其实在19年7月拍摄七夕广告前就已相识，也根本不是因为合拍了七夕广告而结缘，时间应该还要更往前一些。
在19年1月，井柏然穿了一件英伦风的白色外套拍摄杂志，巧合的是，刘雯有一模一样的情侣款外套，这个时候就开始穿情侣装，是巧合还是当时就已在一起？
顺着这个时间线又扒出更多细节，翻看井柏然18年、19年的动态，发现在18年10月开始，刘雯频繁点赞井柏然的动态，几乎井柏然每发一条动态，刘雯都会点赞。
刘雯如此关注一个男明星，是不是有点不正常了，而且有不少动态，井柏然都会发一个爱心的表情，刘雯依旧会留下足迹，有时是点赞井柏然的生活照，有时是营业的照片，仅从这些点赞中能够看出，刘雯那个时候就非常关注井柏然。
在2020年、2021年期间，刘雯依旧会点赞井柏然的动态，而她最后点赞井柏然动态是在21年11月30日，此后刘雯开始避嫌，不再与井柏然互动，这个举动反而让人觉得有些不太正常了。
总结下来就是，井柏然18年7月与倪妮结束4年恋情，18年10月刘雯开始频繁点赞井柏然动态，到了19年初两人穿了情侣装，19年7月两人合体拍了七夕广告，而后每年的七夕都会发合作广告，所以，两人这是低调恋爱了许久，只不过是在今年才曝光，还是以朋友身份相处到今年才在一起呢？
如果两人是在今年在一起的，那就是以朋友的身份相处了三年，认为彼此是今生可携手的人才选择在一起，如果早就在一起了，那应该过了磨合期，感情发展到一个很稳定的阶段才选择公开，不管是哪一种情况，两人的感情都很稳定了。
在曝光恋情后，井柏然也会低调秀恩爱了，前段时间李荣浩穿了刘雯联名款衣服，井柏然还在评论区留言，触不及防就是一嘴狗粮，看来，如今的两人也不再遮遮掩掩，希望两人早日官宣好消息啦。
第一次是在今年5月，有网友声称夜跑时偶遇到井柏然和刘雯，当时井柏然骑着自行车载着刘雯，看上去很甜蜜的样子。
第二次是在6月，媒体拍到刘雯入住井柏然的酒店，到第二天才出门。
第三次是在7月4日，媒体拍摄到刘雯连续3天现身井柏然小区，同样是隔一天才出门，猜测两人的感情发展很稳定。
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第五次是在8月，两人牵手外出被偶遇，而后两人还约着李宇春等人聚餐，圈内不少好友已知晓两人恋爱。
第六次则是在10月，两人又牵着手逛商场，虽然没有公开承认，但两人已不再遮遮掩掩，不少网友也为两人送去了祝福。
从这半年被拍到的画面看，刘雯与井柏然的感情非常甜蜜，而且也扒出不少情侣款衣服、包包等物品，和许多热恋中的小情侣一样，两人会为彼此买情侣款，也会暗戳戳秀恩爱。
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在19年1月，井柏然穿了一件英伦风的白色外套拍摄杂志，巧合的是，刘雯有一模一样的情侣款外套，这个时候就开始穿情侣装，是巧合还是当时就已在一起？
顺着这个时间线又扒出更多细节，翻看井柏然18年、19年的动态，发现在18年10月开始，刘雯频繁点赞井柏然的动态，几乎井柏然每发一条动态，刘雯都会点赞。
刘雯如此关注一个男明星，是不是有点不正常了，而且有不少动态，井柏然都会发一个爱心的表情，刘雯依旧会留下足迹，有时是点赞井柏然的生活照，有时是营业的照片，仅从这些点赞中能够看出，刘雯那个时候就非常关注井柏然。
在2020年、2021年期间，刘雯依旧会点赞井柏然的动态，而她最后点赞井柏然动态是在21年11月30日，此后刘雯开始避嫌，不再与井柏然互动，这个举动反而让人觉得有些不太正常了。
总结下来就是，井柏然18年7月与倪妮结束4年恋情，18年10月刘雯开始频繁点赞井柏然动态，到了19年初两人穿了情侣装，19年7月两人合体拍了七夕广告，而后每年的七夕都会发合作广告，所以，两人这是低调恋爱了许久，只不过是在今年才曝光，还是以朋友身份相处到今年才在一起呢？
如果两人是在今年在一起的，那就是以朋友的身份相处了三年，认为彼此是今生可携手的人才选择在一起，如果早就在一起了，那应该过了磨合期，感情发展到一个很稳定的阶段才选择公开，不管是哪一种情况，两人的感情都很稳定了。
在曝光恋情后，井柏然也会低调秀恩爱了，前段时间李荣浩穿了刘雯联名款衣服，井柏然还在评论区留言，触不及防就是一嘴狗粮，看来，如今的两人也不再遮遮掩掩，希望两人早日官宣好消息啦。
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