夜晚城市里的霓虹灯充分展现了人类社会的繁华,城市夜晚的美丽很大程度上就是因为这些色彩斑斓的灯光。
大家有没有想过,霓虹灯为什么会呈现出五彩缤纷的色彩呢?这可不是普通灯管加上彩色玻璃罩那么简单,霓虹灯的原理其实和一种自然现象很相似,那就是闪电。那么,为什么闪电看起来是白色的,而霓虹灯却可以五彩缤纷呢?
其实霓虹灯的原理并不复杂,就是通过释放闪电般的电流,将特殊气体电离,从而产生不同颜色的光。如果想让霓虹灯发出红光,可以电离氢气;如果电离氖气,就会呈现橙色;要发出蓝光,需要电离汞蒸气;要得到迷人的粉红色,只要电离氦气即可。
五颜六色的霓虹灯来自不同气体的电离,但在自然界中,闪电不仅仅是单一的白色。
在雷雨的夜晚,我们看到的闪电都是白色的。其实只是因为闪电出现得太快,我们无法仔细观察而已。其实,除了白色,有时候闪电会呈现淡蓝色,有时候会趋向于红色。霓虹灯的颜色变化,来自于不同气体的电离。自然界中,地球大气的成分在各处基本都是一样的,那么闪电为何会呈现不同的颜色呢?这和闪电释放的能量有关。
我们知道,每道闪电释放的能量都是不一样的,有的时候释放的能量很高,有的时候则比较弱。一般来说,能量中等的闪电会呈现出常见的白色,能量高一点的闪电则比较接近蓝色,能量很弱的话,则比较接近红色。
虽然闪电可以呈现蓝色、白色、红色三种不同的颜色,但由于释放的能量不同,它们之间的差别并不是很明显。
那么自然界中是否存在色彩鲜艳的闪电呢?当然存在。闪电这个词其实涵盖的范围很广,并不局限于我们在雷雨天气中看到的闪电。自然界中很多放电现象都可以称为闪电。
当地球热层发电时,会产生一道非常明亮的红色闪电。这种红色闪电是渐进式的,上部为红色,向下逐渐变蓝。这种闪电有一个好听的名字,叫“红色精灵闪电”。红色精灵闪电是一种常见的自然现象。这种自然现象虽然转瞬即逝,但由于范围很广,所以探测起来并不太困难。通常,红色精灵闪电的宽度可以达到五公里以上。
自然界中另一种美丽的放电现象是极光。
极光是一种放电现象,但这种放电现象并非仅仅来自地球本身。极光的出现是因为地球磁场捕获了太阳风。捕获的太阳风在接近地球两极时与地球大气分子发生反应,形成了美丽的景象。通常,极光的颜色主要是绿色。
很多人把极光视为美丽的象征,观赏极光是一件极其浪漫的事情。一生中能看到一次极光是很多人的愿望。希望有这个愿望的人能够梦想成真,因为这种美丽只有亲身体验才值得。当然,并不是只有太阳风的参与才能产生极光。在浩瀚的宇宙中,存在着高能粒子,而当这些高能粒子被地球磁场捕获时,也会与地球电离层相互作用,产生极光。
除了极光之外,来自外太空的高能粒子与地球电离层相互作用也会产生一种称为气辉的物理现象。
与极光不同,气辉在世界大部分地区的晴朗夜晚都可见,颜色各异,但大多数气辉呈蓝色或红色。气辉的本质其实是地球上层大气的发光现象,其产生的原因是宇宙高能粒子或太阳辐射与地球大气发生光化学反应而产生的辉光。
气辉与极光作为一种光学现象,肉眼很难区分。但两者也有明显的区别。首先,极光的出现有地域限制,主要出现在极地地区,而气辉则没有这样的限制。极光的出现时间短暂,与太阳活动密切相关,而气辉的出现则是持续性的。至于地球上空出现的各种颜色,人类目前还无法完全了解其物理特性,还有许多新现象等待人类探索。#科学每一天#