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当我们把极光形成过程的微观结构放大10亿倍,就仿佛踏入了一个奇幻的量子宇宙。在这个超微观视角下,首先映入眼帘的是高能粒子,它们像一群横冲直撞的小炮弹,主要是来自太阳风的质子和电子 ,以极高的速度跨越浩瀚的宇宙空间,向着地球磁场飞奔而来。 地球的磁场在这个尺度下,像是一个巨大而复杂的能量蛛网,磁力线如同闪烁着微光的丝线,纵横交错。当高能粒子闯入地球磁场范围,就被这张“蛛网”捕获,沿着磁力线螺旋前进,被引导向地球的两极地区。 在地球的高层大气中,是各种气体分子的微观世界。氧分子和氮分子像是一个个紧密排列的小积木,它们原本稳定地存在着。但高能粒子的到来打破了这份平静,这些粒子如同狂暴的小撞球,与大气分子猛烈碰撞。每一次碰撞,都像是一场微观世界的小型爆炸,电子被撞出原来的轨道,分子被激发到高能级状态。 被激发的气体分子像是被点燃的小宇宙,内部的电子在不同能级间跳跃,释放出光子。氧原子发出的光子,有的呈现出柔和的绿色,那是电子从特定的高能级跃迁回低能级时的独特信号;而氮分子则会释放出红色或紫色的光子,每一种颜色都对应着一次量子层面的能量变化。这些光子密密麻麻地交织在一起,共同绘就了我们在宏观世界看到的如梦似幻的极光。
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