浅谈极光现象

第一篇：浅谈极光现象

浅谈极光现象

刘弘

机制126班

5901112273

摘要：极光是自然界中最壮美的彩光现象，大多出现在地球南北两极高纬度地区，以及一些高纬度国家，如俄罗斯、挪威、加拿大等，那里平均每年出现极光的次数多达百次。本文简要介绍了地磁场，总结各种解释极光现象产生原因的观点，并提出自己的观点。关键词：极光、地磁场、产生原因

一、引言

极光是常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。出现在南极的称为南极光，在北极的称为北极光。极光多种多样，五彩缤纷，形态不一，有的像宽阔的幕帘，有的像舞动的游蛇，有的像跳跃的火焰，有的像四散的百褶裙，美丽非凡，摇曳生姿。极光绚丽多彩，变幻莫测，如同一个灵幻的精灵，把夜空装点得绮丽无比。

在大约离磁极25°～30°的范围内常出现极光，这个区域称为极光区。在地磁纬度45°～60°之间的区域称为弱极光区，地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。极光下边界的高度，离地面不到100公里，极大发光处的高度离地面约110公里左右，正常的最高边界为离地面300公里左右，在极端情况下可达1000公里以上。根据近年来关于极光分布情况的研究，极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环状，而是卵形。极光的光谱线范围约为3100～6700埃，其中最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线，称为极光绿线。

二、正文

1、地磁场

早在北宋，沈括在他的《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋, 则能指南, 然常微偏东, 不全南也.。”“ 则能指南” 说明地球周围有磁场, 其磁场方向是大致南北方向的;“ 然常微偏东, 不全南” 说明磁石在地磁场中静止时的指向并不是正南正北方向, 而是略微偏一些。现代科学使人们对地磁场有了更深刻的认识。科学研究表明, 地球有两个磁极, 各位于地理的南、北极附近, 但并不与地理南、北极重合。在地理北极附近的地磁极是地磁南极, 在地理南极附近的地磁极是地磁北极。通过两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。

地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球外部，相对比较微弱。地表上的地磁场强度并不均匀，强度因地理位置而有所变化：从0.3高斯（南美地区和南非）到0.6高斯（加拿大的磁北极附近，澳大利亚南部和一部分西伯利亚地区）。近地空间地磁场虽然强度较弱, 但是它能延伸到很远的空间。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风（从太阳日冕层向行星际空间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分是电离氢和电离氦）所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压，在地球黑夜区（背日面）则向外伸出。此外，因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场，太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球磁场从地球上吹走似的。尽管这样，地球磁场仍有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。地球磁层位于距大气层顶600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。在磁赤道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力线向着地球，南面的磁力线离开地球。在中性片两侧约10个地球半径的范围里，充满了密度较大的等离子体，这一区域称作等离子体片。由于太阳风以高速接近地球磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。2．极光

2.1极光产生的原因 2.1.1早期观点

许多世纪以来，极光一直是人们猜测和探索的天象之谜。在一些民族的想象里，极光被赋予崇高的含义，比如爱斯基摩人就认它是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬。由于科学知识的贫乏，在很长的时间里，人们对极光性质的解释近乎荒诞。一种看法认为，极光是地球外面燃起的大火，因为北极区临近地球的边缘，所以能看到这种大火；另一种看法认为，极光是夕日西沉以后，透射反照出来的辉光；还有一种看法认为，极地冰雪丰富，它们在白天吸收阳光，贮存起来，到了夜晚释放出来，便成了极光。

同时，有些理论被用来解释这种现象，但现在都已经过时了。

1.本杰明•佛兰克林的理论：神奇的北极光是浓稠的带电粒子和极区强烈的雪和其他的湿气作用造成的。

2.极光的电子来自太阳发射的光束。这是克利斯蒂安柏克兰在1900年提出的说法，她在实验室用真空室和磁化的地球模型，显示电子是如何被引导至极区。这个模型的问题包括本身缺乏在极区的极光、负电荷本身自行散射这些光束、而且在近期内仍然缺乏任何太空中的观测证据。

3.破水桶理论：极光是溢流出的辐射带，这是詹姆斯范艾伦和工作伙伴大约在1962年首先提出的。他们指出在辐射带内获得的巨大能量很快就会在极光的漫射中耗尽。不久之后，很明显的陷在辐射带内的都是高能的带正电离子，而在极光内几乎都是能量较低的电子。2.1.2现代观点 观点一

极光是来自太阳活动区的带电高能粒子流闯人地球高层大气, 和地球大气中的分子或原子碰撞而产生的放电过程。在地球磁场的作用下, 来自太阳活动的高能粒子运动到地球附近的时候就向地球的南北两个磁极方向靠近, 因此, 在地球磁极附近, 磁纬65 “ 一7 0 的区域内, 一年之中看见极光的次数较多。这是地面上观测极光条件最好的地区, 是围绕地球南北磁极的两个圆环状地带, 分别称之为南极光带和北极光带。

当太阳风吹到地球上空，会受到地球磁场的作用。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。高层大气是由多种气体组成的，不同元素的气体受轰击后所发出的光的前面色不一样。例如氧被激后发出绿光和红光，氮被激后发出紫色的光，氩激后发出蓝色的光，因而极光就显得绚丽多彩，变幻无穷。

科学家已经了解到，地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下，它已经变成某种“流线型”。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩，相反方向却拉出一条长长的，形似彗尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1,000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用，变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具“冻结”磁力线特性，所以，太阳风粒子不能穿越地球磁场，而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发)，常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速，并沿磁力线运动。从极区向地球注入，这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子，使后者被激发--退激而发光。事实上，人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。

而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。

观点二

磁层亚暴发射的高速粒子流与大气原子冲撞是极光产生的真正原因。所谓“磁层亚暴”是地球磁层中巨大能量贮存和突然释放的瞬变活动，大约每天发生3－4 次。亚暴每次释放的能量大约相当于一次中等地震的能量，这使得地球极区空间环境的剧烈变化。地球磁层磁力线携带太阳风的能量进入地球内部，进而驱动了地磁场的形成。在这磁层磁力线闭合环路上除了有地球内部的导电体之外，另外还有大气层的电离层-这一弱导电体。当太阳风强烈时，磁力线能量遇到地球内部的磁感抗，有许多能量消耗不掉，于是就在电离层处形成了极光。

20世纪90年代，中国空间科学研究院曹晋滨博士应邀担任欧空局CLUSTER 计划的合作科学家。在这个探测主要磁层的空间计划里，有同轨的4 颗卫星搜集数据。经过深入的研究，曹晋滨的研究组得到以下数据：95％的磁层亚暴发射高速粒子流时，南北纬650 到700 的椭圆形带区域都出现了极光现象。由此可以确定，这些高速粒子流与大气原子冲撞才是极光产生的真正原因。2.2极光对地球的影响 极光虽然美丽，但是在地球大气层中投下的能量，可以与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相比。这种能量常常搅乱无线电和雷达的信号。极光所产生的强力电流，也可以集结在长途电话线或影响微波的传播，使电路中的电流局部或完全“损失”，甚至使电力传输线受到严重干扰，从而使某些地区暂时失去电力供应。怎样利用极光所产生的能量为人类造福，是当今科学界的一项重要使命。2.3其他行星上的极光

木星和土星这两颗行星都有比地球更强的磁场（木星在赤道的磁场强度是4.3高斯，相较之下地球只有0.3高斯），而且两者也都有强大的辐射带。哈勃太空望远镜也很清楚的看见这两颗行星的极光。在巨大气体行星上的极光看起来与地球的相似，也是由太阳风提供能量，另外，木星的卫星，特别是埃欧，更是木星极光的能量来源。这些电流是沿着场线（场准直电流）涌生出的，肇因于卫星绕着行星公转的相对运动，引起的发电机机制。有着火山活动和电离层的埃欧，是带电粒子的强力来源，从1955年开始就在研究由它的电流所发射出来的电波辐射。使用哈柏太空望远镜也在埃欧、欧罗巴和甘尼米德上观测到极光，当木星磁气圈的等离子撞击到它们稀薄的大气层时，就会产生极光。在金星和火星上也曾观测到极光。因为金星没有内在（行星本身）的磁场，金星的极光呈现不同的形状和强度，看起来是明亮但弥漫的补丁，有时会分布在整个行星的盘面。金星的极光源自太阳风的粒子撞击和陷入在夜晚侧的大气层。在2004年8月14日，火星快车号上的仪器SPICAM检测到火星的极光。这道极光位于erra Cimmeria，东经177°，南纬52°，辐射区域大约宽30公里，高度在8公里左右。经由分析包括火星全球探勘者号过去的地壳磁场异常资料，科学家发现辐射的地区是相对来说是区域性的局部磁场最强的地区。这种相关性显示，电子是通过火星地壳的磁力线与被激发的大气层移动。3．讨论与结论

对于现代的观点一，一些科学家提出了质疑，他们通过观测发现，太阳风与大气原子冲撞后可以产生极光，但这种极光极其微弱，而且其沉降区主要在白天一侧，肉眼一般无法看到，并不是人们看到的极光的来源。而且，按照带电粒子撞击气体粒子形成极光理论，极光在极尖区应该是一个柱状体，而不应该是一个扁平环。总的来讲，极光一方面与地球高空大气和地磁场的大规模相互作用有关，另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关。形成极光必不可少的条件是大气、磁场和太阳风，缺一不可。

第二篇：极光（写写帮推荐）

师：第一部分是用古代的传说引出极光，第二部分举大自然极光的例子；第三个讲极光形成的原因。

师：引传说，说极光，析原因，很漂亮的逻辑顺序。这样一种写法奥妙可以把它命名为很通俗的一种说法——“三部曲”。在中文的表达里面有很多这样的文章都是运用这种构思进行写作的，先绕个弯引出文章的主要内容。同学们可能学过《荔枝蜜》，从喝蜂蜜引出小蜜蜂。然后干什么呢，抒发自己的情感，散文的这种写法，可以后叫作引出事物——描述事物——托物寄意（或者是抒发情感）。我们的课文也是先绕个弯：引出事物——说明事物——分析原因。第一个在“古老的神话传说”这一段——“行云流水 ”（这个“行云流水”现在常用来赞叹人家的文章写得好），还有第二部分中的“瞬息万变”（形容形势、市场变化之快的夸张说法）、“变化莫测”、“谈位观止 ”、“出神入化”（很神奇）、“生花妙笔”（也是说人家文章写得好）。还有第三部分的——“来龙去脉”、“众说纷纭”。这些都是很不错的词语，在，我的口语表达中，在我们写作中，都会遇到和用到。

这是老师给你们筛选的信息。下面就是大家筛选信息，老师要告诉你们方法，这样一篇长文章，我们要明确它讲的是什么，就要提取文中的主要句子。通过提取主要句子，来知道这一篇文章、这段写的是什么。这就是“提取住句法”。那么，什么是提取主句呢（生读“提取主句法”：提取主句，就是提取文中的总说句、首括句、中心句、主旨句、结论句等重要句子，以表现文、段中的关键信息）师：宇宙很奇妙。其中极光就是宇宙魔术师表演的杰作。今天我们学习曹冲的《神奇极光》。作者将为我们揭秘极光的神秘面纱。

生：脉络要清晰。我从课文的小标题得出了文章的说明顺序、生板书：《古老的神话传说》介绍古人对极光的认识－－－－古－－－假象

〈激光一瞥〉

介绍极光的肤浅相关知识－－－－－今－－－表象

〈激光的来龙去脉〉介绍极光成因－－－－－－－－当代－－本质

说明顺序：１、由古到今的时间顺序，也是已人们认识事物的进程为顺序。２、作者又运用了由表入里的逻辑顺序。

师：妙极了！掌声鼓励。还有谁能说说自己的认识？

生：由小标题得到说明方法。我能板书出来。

《极光一瞥》

先说极光的分布

再说极光的五种形态

｝－－运用了分类别、打比方、摹状貌，体现了知

极光的色彩和多边的特性

识性

〈极光的来龙去脉〉 介绍人们传统的认识

介绍极光形成的因素

｝－－比较、打比方、体现了科学的严谨性和

介绍电视成像原理类比极光成因

生动趣味性

生动说明与平实说明结合，体现了科普作品的科学性、知识性、趣味性。

师：好！同学们终于利用提纲挈领法解读了课文。我们一起回顾课文：

说明顺序１、由古到今和认知进程的时间顺序２、由表入里的逻辑顺序。

说明方法：平实说明－－举例、作比较、列数字、分类别、作诠释。生动说明－－引用传说、摹状貌、打比方。

文章特色：科学性、知识性、趣味性。

师：听说过曹冲的故事吗： 生：没有（听说过，曹冲称象）师：哦，是曹冲称象（笑）

师：此曹冲非彼曹冲也，此乃现代科普作家曹冲

师：这篇课文分为三个小标题（要求同学们找到，并大声读出来。）

师：每当我们看到流星雨，便会情不自禁的许愿，古人也一样，喜欢把一些自己的想法寄托

给大自然。极光是绚丽的，当古时的人看到时候，他们会一边惊叹，一边诧异，一边又会把许多每好的想象放进去。现在我们找同学来回答问题。

师：这些幻想主要集中哪一个小标题里？

生：第一段里。师：写了几个神话故事？生：三个师：同桌，概括三个故事。

生：黄帝的故事，烛龙的故事，古希腊神话里的故事师：那第三段是？生：齐答：介绍极光。（给极光下定义）师：走进“极光一瞥”，想一想为什么要用“瞥”。生：这个字用起来让人感觉到不是很认真。生：有些随意

师：那就是用的不好喽？生：这个字运用起来是注重介绍极光的外貌特征，描写的是有关于极光表象的东西。师：嗯，很有道理。那么从这四个段落我们又能概括出极光的那几个特征呢？ 生：范围大、形态各异，亮度变化大，色彩很多（此问题很简单，只要读一遍即可找到。）

师：极光的来龙去脉，大家发现没有，这三个小标题的排列有什么规则吗？如果把第三个放在第一个位置，把神话放在最后，会有什么效果呢？

生：我觉得应该把精彩的放在最前面。

生：我同意，只有在前面才可以让人暇思飞扬。

生：我要补充一点，这样很符合人们认识事物的过程，由简到难。

师：好的，这一段我们要注意筛选信息了。严阵以待。我要点兵了。第一个问题，从第一段里筛选出极光可能形成的原因：

生：三种原因（内容略）师：二，形成极光的三个条件。生：大气，磁场，太阳风。师：第三段用了什么说明方法？生：（只找到了电视屏幕等词）生：打比方，并读出关键句。师：最后一段是？生：总结师：总结了什么？ 生：不是总结，只是一个结尾罢了，极光的作用极危害。

师：这篇文章，我们学习到这儿已经大致了解了。现在我们把我们四大组分配角色。第一大组是参加“美丽极光等你来”旅行社的旅行者。第二大组是“七彩梦”浪漫诗人小团体。第三大组是“探寻神秘极光”科研所。第四组是～～～～

师：经济学院2012级计算机（机电汽服）班学生

师：可不能小看学生，学生以后会变成诗人，旅行家，或是科学家，前途无量啊。下面给你们五分钟的讨论时间，如果你们各在其职，当读这篇课文时，会对哪一节特别有兴趣，或是特别有感触？语句也可以。师：好的，“等你来”旅行社。

生：我会对第二节比较感兴趣。有三点：（师要赞许他的条理清晰）第一：它出现的区域，这样可以为我确定路线。第二:极光的色彩和形状，有多大的吸引力。第三：路费贵不贵。（笑）师：很实际的一个旅行者，但是他还是说的很好。第一组的旅行家很棒！第二组的人迟迟没有决定：

师：我们一起来看一下，哪一位同学比较有诗人的天赋

师：好的，作为一位浪漫诗人，你能告诉我，你更中意其中哪一节吗？ 生：我喜欢第一节，其次第二节。师：原因

生：第一节很美，第二节把极光描写的很炫。师：（面对大家）诗人的创造都要靠灵感，绚丽的光彩和美丽的语言可以把这位诗人的的灵感唤起，不错。给分9.5分。

师：科学家上场。（众笑）

生：我是科学家，我更注重的是最后一节。这可以为我研究极光提供一些备要的数据和资料。师：表达清晰，流畅。给十分。（掌声）

师：就留下学生了，他们可以我们的骄傲啊！（众笑）

生：老师，我觉得这篇文章，我作为学生都要学的，没办法找到重点～ 师：学生面向的是高考，你可以结合高考的内容，比如～ 生：修辞，写作！

（气氛活跃起来，给第四组学生两分钟时间重新概括，其它组也在注意搜集）生：第一 这篇文章，先用神话故事，可以引起读者的兴趣。（学生做笔记）第二：有一个形象的比喻，用在高考作文里，可以使语言更加形象，生动。第三：“眼睛一眨，老母鸡变鸭”（生笑）是俗语，偶尔用几句，也好。（生道：雅俗共赏）

第四：最后一段提出一个很现实的问题，让大家意识到研究极光的现实性。高考作文也应该关注现实。师：太精彩了，我没想到我们学生这么棒！看来演好自己是最好的选择！（众笑）

师：这节课，我们随曹冲先生一起走进了极光，这两字背后给了人太多的暇想，如果有兴趣，各位同学可以在课后自己搜集资料，做进一步研究。同时我们还学习到了高考作文的一些技巧。好了这一堂课就到这里，下课！

第三篇：极光之恋经典台词

青春励志剧《极光之恋》由关晓彤、马可领衔主演，该剧讲述了留学美国的90后海归歌舞剧演员韩星子与李氏传媒集团继承人之一的李俊泰之间的爱情故事。剧中的台词甜蜜搞笑，让我们一起来品味吧！

1.有梦想，就要坚持！

2.自己的命运就 得 自己把握！人生这条路你也只走了一次，凭什么说我走错了！

3.困难都是暂时的，你知道什么最可怕吗？不是你遇到多大的困难，而是遇到困难后，你放弃了追寻梦想的心！

4.做人，要有契约精神嘛！——韩星子

5.最烦耍帅之人，我不吃你这套啊。——韩星子

6.属于我何静文的，我一定会翻倍把它赢回来。

7.你站的可真潇洒啊。

8.北欧神话里面，传说欧若拉是掌管极光的女神，她象征着爱和勇气。所以从小到大，不管遇到什么困难，只要看到她，就瞬间充满了力量。

9.分分钟上网人肉你。——何华皓

10.每分每秒感受快乐。

11.初恋的存在，就是为了遗憾，遗憾就是没有结局的故事。

12.我一定要站在最瞩目的舞台上，完成中国人的梦想。

13.负能量改变不了现实，负能量改变不了现状，所以要乐观一点，加油。——韩星子

14.福楼拜曾经说过一句话，科学和艺术，在山麓分手，又在顶峰相会。我相信，命运是掌握在我自己的手里。

15.每次磨难之后，总会收获一些东西。——韩星子

16.不管是事业还是爱情，都要全力以赴永不言败！为爱努力争取，也是一种积极的追梦态度。

17.追梦的路上有崎岖，最重要是别放弃！

18.一言不合就掏手机，不好。

19.你真是舍命不舍财啊。

20.我们爱情会一直没有距离，最美丽。

21.完成中国人的梦想。

第四篇：产生极光的原因

产生极光的原因

安全工程学院地质B121 曹宇朋 201210064115

摘要:极光是南北极一种特有的发光现象,他的神秘瑰丽给人们留下无尽的憧憬和遐想,极光现象的产生往往伴随着大气与地磁场的相互作用以及太阳运动喷射出的高速带点粒子流与大气层的相互碰撞,作为频繁发生的自然现象,如何对其中的能量进行开发利用以及从中获利仍然是一个等待人们解决的问题。关键词:极光;地磁场;太阳风;太阳风暴

1.什么是极光现象

在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做极光。极光多种多样，五彩缤纷，形状不一，绮丽无比，在自然界中还没有哪种现象能与之媲美。2.从古至今人们对极光现象的探索

极光是怎么产生的呢？许多世纪以来，人们探索其成因的脚步一直都未停止，在中国有付宝看到天空中瑰丽壮观的极光儿怀孕生下黄帝轩辕氏的传说，在希腊神话中被神话成古希腊神泰坦的女儿。爱斯基摩人认为极光是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬，原住民则视极光为神灵现身，深信快速移动的极光会发出神灵在空中踏步的声音，将取走人的灵魂，留下厄运。

随着时代的发展，人们试图用各种理论解释极光的成因，但都不尽人意。

2.1本杰明·佛兰克林（Benjamin Franklin）的理论：

神奇的北极光是浓稠的带电粒子和极区强烈的雪和其他的湿气作用造成的。但显然冰晶和湿气的折射带有偶然性，无法完成这样伟大而频繁的工程。

2.2极光的电子来自太阳发射的光束

图1美丽的极光

这是克利斯蒂安柏克兰在1900年提出的说法，她在实验室用真空室和磁化的地球模型，显示电子是如何被引导至极区。这个模型的问题包括本身缺乏在极区的极光、负电荷本身自行散射这些光束、而且仍然缺乏任何太空中的观测证据。2.3破水桶理论：

极光是溢流出的辐射带，这是詹姆斯·范艾伦和工作伙伴大约在1962年首先提出的。他们指出在辐射带内获得的巨大能量很快就会在极光的漫射中耗尽。不久之后，很明显地，陷在辐射带内的都是高能的带正电离子，而在极光内几乎都是能量较低的电子。

2.4光是太阳风中的粒子被地球的场线引导至大气层顶端造成的

这适用于极光的尖点，但在尖点之外，太阳风没有直接的作用。另一方面，太阳风的能量主要都留驻在带正电的离子，电子只有0.5eV，而在尖点上会上升至50～100eV，这仍然远低于极光的能量。

3.极光现象的成因

随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

1890年，挪威物理学家柏克兰认为，离地球1.5亿千米的太阳几乎连续不断地向地球放射物质点。而离地球5万千米至6.5万千米以外有一层磁场将地球罩住，当太阳的质点直射这层磁场而被挡住时，它便向地球四周扩散，寻找钻入的空隙，结果约有1％的质点钻入北磁极附近的质点。每颗太阳质点含有等于1000伏特的电力。它们在100千米外的高空大气层中与原子和多半由氧和氮构成的分子相遇，原子吸收了太阳质点所含的一部分能量时，立即又将这能量释放出来而产生极强的光，氧发出绿色和红色的光，氮则发出紫、蓝和一些深红色的光。这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。

4.极光现象的危害及研究前景

极光不仅仅代表着美丽，由于太阳运动产生的大量带电粒子使得极光现象往往伴随着太阳风在大气层中投射出大量的能量。这些能量不仅会对地磁场产生改变，对人类的生产生活产生干扰，但其中也蕴藏着的大量能源。如何利用这些能源至今仍然是科学家们不断探求的课题。

图2美丽的极光

目前，许多科学家正在对极光作深入的研究。人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕，地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如，通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源，粒子种类，能量大小，地球磁尾的结构，地球磁场与行星磁场的相互作用，以及太阳扰乱对地球的影响方式与程等。极光不但美丽，而且在地球大气层中投下的能量，可以与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相比。这种能量常常搅乱无线电和雷达的信号。极光所产生的强力电流，也可以集结在长途电话线或影响微波的传播，使电路中的电流局部或完全“损失”，甚至使电力传输线受

到严重干扰，从而使某些地区暂时失去电力供应。怎样利用极光所产生的能量为人类造福，是当今科学界的一项重要使命。

参考文献: 1.管志宁.地磁场与磁力勘探[M].北京：地质出版社

66-68 2.沈长寿 资民筠 王劲松 徐寄遥 刘顺林.关于暴时电离层电流分布的南北半球不对称性[J] 《地球物理学报》2006年第六期

14-18

第五篇：《神奇的极光》教案范文

《神奇的极光》教案

《神奇的极光》教案

垦利一中 魏名宝

教学目标：

一、了解有关极光的神话传说、极光的形态、极光的成因原理。

二、引导学生独立进行信息筛选，促使其逐步形成合理的思维步骤。

三、培养学生对大自然的热爱之情及了解、探索自然奥秘的兴趣。

教学难点和重点：引导学生独立进行信息筛选，促使其逐步形成合理的思维步骤。

教学方法：讨论引导启发。

课时安排：一课时

一、导入新课

在人类短暂的进程中，自然办有许多现象相伴而生。头顶上是阴晴雷电，脚底下有地震火山，还有潮涨潮落、极光等等。在远古，人们赋予它们各种神话传说。到了今天，科学技术使一个个美丽的传说表现出新的内涵。其中的极光，神奇在哪里？本文会告诉我们一些答案。

二、整体感知

学生速读课文。理清文章思路，并用简洁的语言概括三个部分的内容。(板书)神话传说——极光现象——形成原因

1、介绍关于极光的神话传说。

2、写观察到的极光现象。

3、说明极光形成的机理等科学道理。

三、研读课文

（一）阅读分析第一节《古老的神话传说》

1.本节一共列举了几个神话故事？请给每一个故事取名。

①轩辕出世；②山神触龙；③黎明之神伊欧斯。

2.从第一节的神话传说，我们可以看出极光有哪些特点？

形：彩虹般的神奇光带——硕大无比的光环——红色的蛇——（狗、刀、旗、眼、星陨如雨）；

色：淡银色——红色；

态： 如烟似雾，摇曳不定，时动时静，像行云流水“身长千里”。

3.从本节来看四个段落说明的侧重点有所不同？它们各是按照什么角度来说明的？

第一段主要通过神话传说表现极光在古人心中的神秘色彩；第二段主要通过《山海经》中的神话传说说明极光之形；第三段主要通过神话中的称谓说明人们对极光的命名是多种多样的；第四段通过外国神话传说说明极光有着丰富美好的文化内涵。

（二）研读第二部分：“极光一瞥” 1：这一部分涉及了哪几个概念？

极光卵、极光区和极盖区

2：什么是极光卵、极光区和极盖区？

极光卵是一个闪闪发亮的光环，形状像卵围绕在地球磁极； 极光区是磁纬度67度附近区域，呈环带状； 极盖区是比极光区纬度更高的区域，它处在极光卵的包围内部。

3：这三个概念与说明极光有什么联系？

这三个概念说明了极光活动的分布区域主要在极光区，较少在极盖区，中低纬度地区数十年难得一见。

4、第一段告诉我们极光活动的分布区域；那第二段主要写了什么？（请找出关键句）

关键句：“人们将极光按其形态特征分成五种------”

介绍极光的形状。弧状、带状、片状、幔状和芒状五种形态类型。（图片欣赏）

5、写了极光的分布和形状；接下来又写些什么呢？（请给第三段划分层次并找出划分的依据）

“极光形体的亮度变化是很大的” “最为动人的当然是极光运动所造成瞬息万变的奇妙景象。” “令人叹为观止的则是极光的色彩” 这三句其实就是文中的关键句。

科普说明文一般是融趣味性、知识性和科学性于一身的。说明语言的风格一般有两种：生动说明和平实说明。这一段属于哪种类型？

生动说明。体现在什么地方？请举例。（运用多种修饰语和修辞手法）俗语：“眼睛一眨，老母鸡变成鸭。” 成语：翻手为云，覆手为雨，变化莫测。

比喻：极光的运动变化，是自然界这个魔术大师，以天空为舞台上演的一出光的活剧。

有俗语，有成语、有比喻、生动形象，通俗易懂。这就是本文的语言魅力：生动的描写和恰当的比喻。

6、最后一段在这一部分中起到什么作用? 从哪里可以看出是总结前面所说的内容？（请划出依据即关键句）

总结。

原文第一句话“极光这般多姿多彩，如此变化万千，又是在这样辽阔无垠的------的极区”。形状、色彩、变化难测和分布区域在前文都提到了，是对前文的总结。

（三）分析第三节《极光的来龙去脉》。

1.传统的成因说对极光的解释有几种？各是什么？

有三种解释，一是认为极光是地球外面燃起的大火；一种认为是红日西沉以后，透射反照出来的辉光；第三种认为极光是极地冰雪白天贮存的阳光到夜晚释放出来形成的。

2.现在的科学研究认为，形成极光的三个必不可少的条件是什么？

大气、磁场和太阳风。

3.第二段最后一句中“这已被实际观察的事实所证明”中“这”指什么？

指具备大气、磁场和太阳风三个条件的太阳系的其他行星也会产生极光。4.试概括形成极光的原理。

地磁场（磁层）将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成电子束，打入极区高空的大气层，激发大气中的分子和原子，导致发光，便产生了极光。

四、归纳说明方法（1）打比方 在说明极光的形成原理时，作者用恰当的比喻，避免了枯燥的说明，使文章通俗易懂。

地磁场分布在地球的周围，被太阳风包围着，形成一个棒槌状的腔体，它的科学名称叫做磁层。为了更形象化。我们打这样一个比方。可以把磁层看成是一个巨大无比的电视显像管，它将进入高空大气的太阳风粒子留汇聚成束，聚焦到地磁的极区，极区大气就是显像管的荧光屏极光则是电视屏幕上移动的图像。但是，这里的电视屏幕却不是18英寸或24英寸，而是直径为4000公里的极区高空大气。通常，地面上的观众，在某个地方只能见到画面的1/50。在电视显像管中，电子束击中电视屏幕，.因为屏上涂有发光物质，会发射出光，显示成图像。同样，来自空间的电子束，打入极区高空大气时，会激发大气中的分子和原子，导致发光，人们便见到极光的图像显示。在电视显像管中，是一对电极和一个电磁铁作用于电子束，产生并形成一种活动的图像。在极光发生时，极光的显示和运动则是由于粒子束受到磁层中不断变化的电场和磁场的作用而形成的。

打比方，就是借助于打比方来说明事物。作用在于把陌生的事物，说成读者熟悉的事物，把深奥的事理说成浅显的事物。

（2）举例子

在古代，我国没有极光这个词，所以根据极光不同的形状差异分别加以称谓，如叫作“天狗，刀星，蚩尤旗，开天眼，星陨如雨”等，它们大部分散落在史书的星象、妖星、异星、流星、祥气的记载中。

（小结）举例子是以具体的简单的事物说明抽象的、复杂的事物。它的作用在于把抽象的具体化，把复杂的简单化。

（3）分类别

毫不夸大地说，在世界上简直找不出两个一模一样的极光形状来，从科学研究的角度，人们将极光按其形态特征分成五种：一是底边整齐微微弯曲的圆弧状的极光弧；二是有弯扭折皱的飘带状的极光带；三是如云朵一般的片朵状的极光片；四是面纱一样均匀的帐幔状的极光幔；五是沿磁力线方向的射线状的极光芒。

分类别说明就是将被说明的对象，按一定的标准划分成不同的类别，一类一类地加以说明。分类别说明的作用在于理清头绪，具体说明。

（4）下定义

极光是天空中的一种特殊的光，是人们能用肉眼看得见的唯一的高空大气现象，它常常出现在南北半球的高纬度地区，主要是在南极区和北极区。

（小结）下定义，就是用简洁明确的语言揭示概念的内涵。

板书设计：

神奇的极光

古老的神话传说 极光一瞥 极光的来龙去脉

（中外）（妙不可言）（二十世纪六十年代）

[能力训练]

一、下列加点字的读音全部正确的一项是（）

A.摇曳（yè）陨（yǔ）星

遁（dùn）辞

B．棒槌（chuí）蚩（ohī）尤

贮（chǔ）存

C．硕（shuò大

一瞥（piě）

轮廓（kuò）

D．俯瞰（kàn）

一模（mó）一样

极光卵（luǎn）

二、下列加点的词语使用不正确的一项是（）

A．在大熊星座中，飘洒出一缕彩虹般的神奇光带，如烟似雾，摇曳不定

B．极光这般多姿多彩，如此变化万千，又是在这样辽阔无垠的穹窿中，漆黑寂静的寒夜里和荒无人烟的极区

C．地磁分布在地球周围，被太阳风包裹着，形成一个棒槌状的腔体

D．可以把地磁层看成是一个巨大无比的电视显像管，它将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束，聚集到地磁的极区

三、下列各句中没有使用比拟手法的一项是（）

A．夜已将它黑色的翅膀张开在神州大地上

B．她眼眉下的一湾秋水闪耀着火一般的激情

C．天幕上，群星闪闪烁烁，静静地俯瞰着黑的地面

D．即使有生花妙笔也难述说极光的神彩、气势、秉性脾气于万一

四、下列这句话衔接最恰当的一项是（）

A．忽然飘来几只沙鸥，在船头画了个圈儿，不见了，雪片一样白，闪电一样快

B．忽然飘来几只沙鸥，闪电一样快，雪片一样白，在船头画了个圈儿，不见了

C．忽然飘来几只沙鸥，雪片一样白，在船头画了个圈儿，闪电一样快，不见了

D．忽然飘来几只沙鸥，雪片一样白，闪电一样快，在船儿画了个圈儿，不见了

五、阅读下面文段，回答后面的问题。

地磁场分布在地球四周，被太阳风包裹着，形成一个棒槌状的腔体，它的科学名称叫做磁层。为了更形象化，我们打这样一个比方。可以把磁层看成一个巨大无比的电视机显像管，它将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束，聚集到地磁的极区，极区大气就是显像管的荧光屏，极光则是电视屏幕上移动的图像。但是，这里的电视屏幕却不是18英寸或24英寸，而是直径为4 000公里的极区高空大气。通常，地面上的观众，在某个地方只能见到画面的1／50。在电视显像管中，电子束击中电视屏幕，因为屏上涂有发光物质，会发射出光，显示成图像。同样，来自空间的电子束，（）入极区高空大气层时，导致发光，人们便见到了极光的图像显示。在电视显像管中，是一对电极和一个电磁铁作用于电子束，产生并形成一种活动的图像。在极光发生时，极光的显示和运动则是由于粒子束受到磁层中电场和磁场变化的调制造成的。

1．文中括号内填入的词语最恰当的一项是（）。

A.进

B．射

C．打

D．照

2．此段中采用的说明方法（）。

A．下定义 举例子 打比方 作比较

B．下定义 分类别 列数字 作比较

C．打比方 举例子 列数字 分类别

D．下定义 打比方 列数字 作比较

3．文中划横线处应填入的句子最恰当的一项是（）。

A.会激发大气中的分子和原子

B.大气中的分子会激发原子

C．大气中的原子会激发分子

D．大气中的分子和原子会被激发

六、阅读下面文段，完成后面的题目。

茂密的林木，在山中凝聚起了片片的青翠，形成了这些丰厚卷册中美丽的篇章，我就这样静静地读着它们。

读那些嫩芽如何成长，如何茁壮，如何把一些枝丫交给它们的子孙，然后，它们又如何回到泥土中。读一条瘦弱的树枝，如何自阴晴的一角伸出手中（甲）阳光，然后去（乙）自己，去健壮自己。山林的本身就是一个丰富的世界，在这里可以觅得一切。有一天，当我正在读那爬藤如何借着一株枯树而（丙）了起来的时候，便骤然发现了那枯树的笑颜，我已经意会出来，它是因为那棵爬藤为它装饰了绿意而笑的。又有一天，当我正在读着另外一滩浓绿时，发现了一条蜿蜒的小径，非常自在地自我的身边（丁）向了山巅，我想，谁是这条小径的母亲呢？会选择在这样的一个山群中踩下了他的第一个步子？像这么一条瘦小的小径，为什么可以负荷得了那么多脚步的践踏呢？

1．括号甲、乙、丙、丁处依次填入的一组词是（）。

A.采摘 营养 站 伸

B．吸收 营养 伸 站

C．采摘 发展 窜 穿

D．吸收 丰富 穿 窜

2．从全文看，“静静地读着它们”的“读”是的意思，作者突出写山林的。（均用一个词语回答）．

3．文中从不同的角度赞美了山中的景物，请分别写出赞美的内容。（只用一两个词语）

①嫩芽：。

②根须：

③树枝：

④爬藤和树枝：

4．末尾一段划线部分有三个问句，理解正确的一项是（）。

A.①②句赞美第一个踩出山野小径的人为后人进入山群而作出的努力，③赞美小径的默默奉献精神

B.①②句推测第一个开拓山野小径的人的动机是敢于走前人未走的路，③句鼓励后来者要拓宽前人的事业

C.①②句赞美第一个踩出山野小径的人的寻美动机，③句慨叹小径不堪沉重的负担，山林的和谐静谧将不复存在

D.三个问句和前面对山中景物的描写形成对比，人类的活动破坏了自然的美，表现作者对环境恶化的忧虑