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執筆者の写真ganeshasachi

Q.虹とオーロラの違いは?


An.

虹は、光と雨粒によって発生し、

オーロラは、プラズマ粒子と大気中の分子によって発生します

まず、

虹は、無数の雨粒のうち、高い角度にある雨粒からは赤に近い光が、低い角度にある雨粒からは紫に近い光が、見えます。

光=光波の赤(波長が長く屈折角が小さいので屈折しにくい)が一番外側で、

紫(波長が短く屈折角が大きい)が内側という構造に見えるのです。

それぞれの雨粒は多色の光を反射していますが、 1つの雨粒からはそのうちの1色のみが、目に届き、多数の雨粒から「太陽」-「プリズムとなる水滴」-「私」のなす角度によって異なる色の光が見えて初めて虹となるのです。

次に、

オーロラの発生には、太陽風が関係しています。

地球大気の分子と、太陽風の電子が衝突し発光します。

太陽風には、マイナスの電荷をもつ電子、プラスの電荷をもつ粒子も含まれています。

それらをプラズマ粒子(荷電粒子)と呼びます。

また、大きなフレア(太陽爆発)によって、突然太陽から高速のプラズマが飛んでくる事があります。

太陽風の速度が急上昇し、磁場強度が増し、磁気嵐が発生するのです。

太陽風に含まれた荷電粒子は、 磁力線と同じ軌跡で運動するため、フレミングの左手の法則(理科で学習しましたね)より、

太陽側が日中なので、明け方側に、プラスの電荷、夕方側には、マイナスの電荷を持った粒子が溜まり、

夕方側と明け方側の電位差により、電子は夕方側から磁力線に沿って、地球に向かうのです(この荷電粒子が溜まる高緯度の地域をオーロラ帯と呼んでいます)

そして、地球の大気中の酸素や窒素の分子と衝突することにより発光するのです(ですから、高緯度の夜にオーロラが観測されるのです)

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