大气中的光现象

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1、大气中的光现象【极光】极光是一种大气光学现象。当太阳黑子、耀斑活动剧烈时，太阳发出大量强烈的带电粒 子流，沿着地磁场的磁力线向南北两极移动，它以极快的速度进入地球大气的上层，其能量 相当于几万或几十万颗氢弹爆炸的威力。由于带电粒子速度很快，碰撞空气中的原子时，原 子外层的电子便获得能量。当这些电子获得的能量释放出来，便会辐射出一种可见的光束， 这种迷人的色彩就是极光。地球的两极有两个大磁场，带电粒子流受地球磁场的影响，飞行路线就要向两极偏转， 两极地区形成的粒子流较中纬度更多，在高纬度地区人们能观察到极光的机会更多些。出现 在北极的叫北极光，出现在南极的叫南极光。极光通常有带状、弧状、幕状或放

2、射状等多种形状。由于空气中含有氢、氧、氮、氦、 氖、氩等气体，在带电粒子流的作用下，各种不同气体便发出不同的光。比如氖气发出红光, 氩气发出蓝光，因此极光的颜色也是丰富多彩、变幻无穷的。极光往往突然出现，连续 一段时间以后又突然消失。在瑞典、挪威、前苏联和加拿大北部，一年可以看到100次左右的极光，出现的时间大 多在春季和秋季。在加拿大北部的赫德森湾地区，每年见到的极光多达240次左右。我国最 北部的黑龙江省漠河地区，人们常常可以看到五彩斑斓北极光。【海市蜃楼】在炎热的夏季或沙漠地区，当近地面的空气受到太阳的猛烈照射时，温度升得很高，空气密度变小了，而上层的空气仍然比较冷，空气密度也大，这样由

3、远方物体各点所投射的光 线在穿过不同密度的空气层时，就要向远离法线的方向折射。当光线快射到地球表面时，就 会发生全反射，于是远处物体上下各点所投射的光线就沿下凹的路径到达观察者眼中，出现“海市蜃楼”。而在地面逆温较强的地区，尤其是在冷海面或极地冰雪覆盖的地区，由于底层空气密度很大，而上层空气密度很小，这种上疏下密的空气就能使物体 投射的光线经过它产生折射和全反射现象，以致出现“海市蜃楼”的景象。【虹和霓】虹:是光线以一定角度照在水滴上所发生的折射、分光、内反射、再折射等造成的大气光 象，光线照射到雨滴后，在雨滴内会发生折射，各种颜色的光发生偏离、其中紫色光的折射 程度最大，红色光的折射最小，其

4、它各色光则介乎于两者之间，折射光线经雨滴的后缘内反 射后，再经过雨滴和大气折射到我们的眼里，由于空气悬浮的雨滴很多，的所以当我们仰望 天空时，同一弧线上的雨滴所折射出的不同颜色的光线角度相同，于是我们就看到了内紫外 红的彩色光带，即彩虹。霓：有时在虹的外侧还能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，色序是外紫内红。称为 副虹或霓。霓和虹的不同点仅仅大于光线在雨点内产生二次内反射，因此光线通过雨滴后射到我们 眼帘时，光弧色带就与虹正好相反。大气是混合气体，它无色无味，通常人们看不见它的存在，大气的主要成份是氧和氮。而其它气体，如氢、二氧化碳、臭氧和水汽等，只占大 汽体积总量的百分之一。【大气的重量】大

5、气是无色、无味、透明的气体，但是它也和其它物质一样，具有一定的重量。据测定, 在零摄氏度和一个标准大气压下，空气的密度为0.00129克/立方厘米。【大气的湿度】湿度是表示大气中水汽含量的多少或大气潮湿的程度，表示湿度的大小有以下几种方法: 水汽压、绝对湿度、相对湿度和露点。【大气的压力】大气具有重量，那么它就必然存在着压力。我们把单位面积上所承受大气柱的重量称为 大气压强，即气压。气压通常有两种表示方法：即毫米和毫巴。在标准状态下，当时的大气 压强与760毫米水银柱所产生的压强相等，而760毫米气压又相当于1013.25毫巴。【晴朗的天空为什么呈现蓝色】太阳光射入大气后，遇到大气分子和悬浮在

6、大气中的微粒就会发生散射。这些大气分子 就变成了一个散射光的光源。它们向四面八方发出光来。在太阳光谱中，波长较短的如紫、 蓝、青等颜色的光波最容易被大气分子和微粒散射出来。波长较长的如红、橙、黄等颜色的 光波透射力最强，它们能透过大气分子而保持原来的前进方向。这样光波的分离作用就此发 生了，而颜色也就出现了。【为什么会出现海市蜃楼】在炎热的夏季或沙漠地区，当近地面的空气受到太阳的猛烈照射时，温度升得很高，空 气密度变小了，而上层的空气仍然比较冷，空气密度也大，这样由远方物体各点所投射的光 线在穿过不同密度的空气层时，就要向远离法线的方向折射。当光线快射到地球表面时，就 会发生全反射，于是远处物

7、体上下各点所投射的光线就沿下凹的路径到达观察者眼中，出现 “海市蜃楼”。而在地面逆温较强的地区，尤其是在冷海面或极地冰雪覆盖的地区，由于底 层空气密度很大，而上层空气密度很小，这种上疏下密的空气就能使物体投射的光线经过它产生折射和全反射现象，以致出现“海市蜃楼”的景象。【天空为什么会降落酸雨】酸雨是呈现酸性的雨水，有时酸雨的酸性较强，落到人的身上，往往会使人有灼痛之感, 酸雨是一种灾害性较强的雨水，它往往给自然界造成严重的生态破坏，并直接威胁着动、植 物的生存，酸雨是由于工厂大量燃烧石油、天然气，排放出大量的二氧化碳和含有硫、氮和 氧化物，进入到大气中后，在空中发生化学反应所形成的碳酸和硝酸，随着雨水一起降落到 地面而形成的。【日、月、晕环是怎样产生的】晕是日、月光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的，当光线射入卷层云中的 冰晶后，经过两次折射，分散成不同方向的各色光，实际上，有卷层云时，天空飘浮无数的 冰晶，在太阳周围的同一圆圈上的冰晶，都 能将同颜色的光折射到我们的眼睛里来而形成 内红外紫的晕环。天空中有由冰晶组成的卷层云时，往往在日、月周围会出现一个或两以上 以日、月为中心、内红外紫的彩色光环，有时还会出现很多彩色或白色的光点和光弧，这些 光环。光点和光弧统称为晕