Cực quang có màu từ đâu, vì sao thường xuất hiện gần hai cực?

Khám phá khoa học · Liên hệ Vật lý 12 · Nội dung bổ trợ, không phải đề thi chính thức

Cực quang xuất hiện khi năng lượng và các hạt mang điện tương tác với khí ở tầng cao khí quyển, khiến khí phát sáng. Từ trường Trái Đất ảnh hưởng đường đi của hạt và giúp giải thích việc cực quang thường thấy gần hai cực.

Mặt Trời không chỉ gửi ánh sáng; môi trường quanh nó còn có dòng hạt mang điện và hoạt động thay đổi theo thời gian. Trong điều kiện thích hợp, năng lượng được đưa vào vùng khí quyển trên cao dọc những đường liên quan đến từ trường.

Các hạt tương tác với khí làm khí nhận năng lượng, rồi phát ra ánh sáng khi trở về trạng thái có năng lượng thấp hơn. Theo tài liệu NOAA/NASA, oxygen có thể cho ánh sáng xanh lá và đỏ, còn nitrogen góp màu xanh lam và tím. Màu quan sát còn phụ thuộc điều kiện tương tác, không chỉ một nhãn tên khí.

Vì sao đây là liên hệ Vật lý với Hóa học?

Vật lý giúp theo dõi hạt mang điện, trường và dòng năng lượng. Hóa học giúp nhận diện loại nguyên tử, phân tử và cấu trúc năng lượng của chúng. Cùng một hiện tượng cần cả “hạt đi đâu” lẫn “khí nào nhận năng lượng”.

Cực quang không phải màu tuyết phản chiếu lên trời, và cũng không phải Mặt Trời chiếu một dải đèn màu trực tiếp xuống mặt đất. Nó thường được thấy vào đêm vì nền trời tối giúp ánh sáng yếu nổi rõ.

Không kết luận cứ có từ trường là mọi chỗ đều có cực quang thấy được. Cần nguồn năng lượng, khí nhận tương tác và điều kiện quan sát phù hợp.

Tự kiểm: Nếu ánh sáng là do khí phát ra, màu có thể mang thông tin về khí và trạng thái tương tác không? Có. Đó là lý do quan sát ánh sáng có thể trở thành một phép nghiên cứu khoa học, không chỉ một cảnh đẹp.

Học tiếp trên UocMoLon: Từ trường.

Nguồn đối chiếu: NOAA/NASA — What is an Aurora?.