شفق قطبی

[ghazal_ak]

باد خورشیدی
دمای ذرات باد خورشیدی در نزدیکی‌های زمین چیزی حدود 100000 کلوین است. به این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از ذرات بسیار گداخته، و بسیار رقیق پوشیده شده است.

ویژگی‌های باد خورشیدی
باد خورشیدی به طور پیوسته و با سرعت بین 200 تا 900 کیلومتر در ثانیه در فضای میان سیارات می‌وزد (رقم بین 400 تا 500 کیلومتر در ثانیه را می‌توان سرعت متوسط بادهای خورشیدی محسوب داشت) و ذراتی که به وسیله باد خورشیدی حمل می‌شوند حدود 4 تا 5 روز وقت لازم دارند تا به زمین برسند. باد خورشیدی شامل تعدادی الکترون و پروتون همراه با مقدار کمی یون‌های سنگین می‌باشند. مهم‌ترین ذرات باد خورشیدی در فاصله خورشید تا زمین را ذرات آلفا (هسته هلیوم) تشکیل می‌دهند که حدود 4 تا 5 درصد مجموع ذرات را به خود اختصاص داده‌اند. تراکم متوسط این ذرات چیزی حدود در متر مکعب است که این رقم با فاکتوری معادل بیش از صد در تغییر است. (به طور مثال تراکم ذرات مزبور در سطح دریای زمین برابردر مترکعب می‌باشد.)
مای ذرات باد خورشیدی در نزدیکی‌های زمین چیزی حدود 100000 کلوین است. با این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از ذرات بسیار گداخته، و بسیار رقیق پوشیده شدهاست. این وضعیت نشان می‌دهد که خورشید از جرم خود حدود 1000 میلیون کیلوگرم در ثانیه می‌کاهد و آن را به پدیده‌ای به نام باد خورشیدی مبدل می‌سازد. با این روند مدتی معادلسال وقت لازم است تا تمام جرم خورشید بر باد رود! جالب این جاست که این مدت تقریباً 10000 بار طولانی‌تر از مدت زمان آغاز پیدایش و فعالیت خورشید تا زمان حاضر است.
ذراتی از تاج خورشیدی جدا گردیده و از هر سو در فضای بین سیارات به حرکت در می‌آیند و پدیده‌ای را به نام «باد خورشیدی» به وجود می‌آورند.

شفق‌های قطبی
شفق‌های قطبی یکی از طبیعی‌ترین و زیباترین پدیده‌های جو زمین است. پدیده مزبور عبارت از ذرات بارداری هستند که از خورشید به سوی لایه‌های زیرین جو زمین سرازیر می‌شوند و روشنی‌هایی را که کلاً شفق‌های قطبی نام دارند پدید می‌آورند.
شفق قطبی یا نورهای قطبی، به بهترین صورت از حدود عرض جغرافیایی دایره‌ی اقیانوس منجمد شمالی (یا منجمد جنوبی) دیده می‌شود. نورهای قطبی درست همانند تابش‌های رنگی در آسمان هستند. نورهای قطبی در اثر الکترون‌هایی که در طول خطوط نیروی میدان مغناطیسی زمین حلقه می‌زنند، به وجود می‌آیند. این حلقه‌های الکترونی وارد جو زمین می‌شوند و باعث می‌گردند که گازهای رقیقی که در ارتفاعات بالای جو قرار دارند، همانند نور لامپ فلورسنت بدرخشند.
این الکترو‌ن‌ها عمدتاً از خورشید می‌رسند و تعداد آنها بستگی به فعالیت خود خورشید دارد. وقتی که سطح خورشید خیلی فعال باشد، ما نورهای قطبی بیشتری را مشاهده می‌کنیم تا زمانی که خورشید آرام‌تر است.
نور قطبی می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد. بعضی وقت‌ها شبیه به پرده‌ی آویزان، یا نورهای متحرک و یا پرتوهای نور است. رنگ آن نیز تغییر می‌کند ولی بیشتر مواقع دارای سایه‌ی سبز یا صورتی است.
شفق‌ها مانند پرده‌هایی عظیم به طول صدها کیلومتر از نورهای رنگی هستند
در موارد نادر شفق قطبی ممکن است سراسر آسمان مرئی، از افق تا سمت الراس را بپوشاند.
شکل شفق قطبی سخت متاثر از میدان مغناطیسی زمین است، امتداد حرکت ذرات خورشیدی را، در چندین هراز کیلومتر آخر، میدان مغناطیسی زمین هدایت می‌کند.




دوره تناوب ظهور شفق‌های قطبی
مشاهدات چندین ساله آشکار ساخته‌اند که دوره‌های مشاهده شفق‌های قطبی به طور مرتب در 5/11 سال تکرار می‌شوند. در طول این مدت، شماره شفق‌های قطبی نخست ، سال به سال کاهش می‌یابد و سپس شروع می‌کند به زیاد شدن تا مقدار آن در 5/11 سال از نو به ماکزیمم می‌رسد.

یک پرسش و یک پاسخ
چرا شفق‌های قطبی در عرض‌های بالا، یعنی در نواحی نزدیک به قطب‌ها مشاهده می‌شوند؟ در صورتی که می‌دانیم پرتوهای خورشید تمام سطح زمین را روشن می‌کنند. پاسخ این پرسش را استرمر (Stermer) ، دانشمند نروژی پیدا کرد. ذرات باردار گسیل شده از خورشید به جو زمین می‌رسند و به درون میدان مغناطیسی آن نفوذ می‌کنند. در آنجا نیروی میدان مغناطیسی زمین بر آنها اثر می‌کند و آنها را از مسیر اولیه خود منحرف می‌سازد.
استرمر محاسبات ریاضی پیچیده‌ای انجام داد و مسیر این الکترون‌ها را در میدان مغناطیسی زمین حساب کرد. او نشان داد که ذرات باردار منحرف شده توسط میدان مغناطیسی زمین، به یقین فقط به نواحی قطبی کره زمین وارد می‌شوند.

شفق‌های قطبی تصاویر آیینه‌ای نیستند
در کتاب‌های عمومی نجومی چنین آمده است که شفق‌های قطبی در اطراف هر دو قطب مغناطیسی زمین، تصاویر قرینه آیینه‌ای ایجاد می‌کننند. اما به نظر می‌رسد که چنین نیست. گروهی ، با استفاده از فضاپیمای Polar and Image متعلق به ناسا برای نخستین بار، بیضی‌های شفق قطبی را در آسمان نیمکره شمالی و جنوبی همزمان تحت نظر گرفتند. این دو حلقه نور، بسیار مشابه بودند اما دوام یکسانی نداشتند. این گروه، این تفاوت را از یک طرف ناشی از انحراف محور مغناطیسی زمین نسبت به جهت باد خورشیدی و از طرف دیگر ناشی از برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های میدان مغناطیسی زمین دانسته‌‌اند.

شفق‌های قطبی در دیگر سیارات
فضاپیماهای ویجر وجود شفق‌های مشابهی را در عرض‌های 78 تا 80 درجه‌ی شمالی و جنوبی جو مشتری و کیوان نشان می‌دهند.
اندازه تابناکی شفق‌های قطبی را بر حسب واحدی به نام ری لی (Rayleigh) اندازه می‌گیرند. هر «ری لی» برابر است با صد هزار فوتون بر سانتی‌متر مربع در ثانیه. معمولاً شفق‌هایی با تابناکی هزار «ری لی» مرئی بوده و پدیده‌ای همیشگی در شب‌های آسمان نواحی قطبی به شمار می‌آید.
بررسی‌ها نشان داده که شفق‌های جو مشتری نیرومندتر از شفق‌های زمینی هستند و درخشش آنها به 60 هزار ری لی می‌رسد. و هم چنین درخشندگی شفق‌های کیوان به 2000 تا 5000 بالغ می‌گردد.

طیف رنگ‌های موجود در شفق‌های قطبی
نیتروژن حجم عمده‌ای از گازهای موجود در جو زمین می‌باشد. اکسیژن، هیدروژن و هلیوم نیز با درصدهای متفاوتی در جو زمین وجود دارند. علت تغییر رنگ «شفق‌های قطبی» بستگی به گازی دارد که ذرات باردار «باد خورشیدی» به آنها برخورد می‌کنند و آن‌ها را وادار به تابش فوتون می‌کنند. طبق قوانین فیزیکی برای بر انگیخته شدن یک الکترون در هسته اتم، نیاز به صرف انرژی می‌باشد. الکترون با گرفتن انرژی برانگیخته می‌شود و از مداری به مدار بالاتر می‌رود. در بازگشت از مدار بالاتر به مدار اولیه الکترون انرژی‌ای را که گرفته بود به صورت انرژی تابش بر می‌گرداند. که طول موج این نور برای هر اتم مقداری منحصر به فرد است، و یکی از راه‌های تشخیص اتم‌ها به دست آوردن طول موج‌های الکترون‌های آنها ست وقتی که برانگیخته می‌شوند. در «شفق‌های قطبی» نیز قضیه به همین شکل می‌باشد. ذرات باردار «باد خورشیدی»، عناصر موجود در جو زمین را برانگیخته می‌کنند و هر کدام از عناصر بنا به ماهیت خود طول موجی از خود تابش می‌کنند، که دارای رنگ‌های مختلفی است.

منبع: مدرسه اینترنتی تبیان

[Pouriaqazvin]

[dariushiraz]

[shahab_f]

مرسی از مطلبت.
اینم یه عکس با کیفیت بالا البته با اجازه ی غزل خانم.

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

[ghazal_ak]

عکسای زیبایی بودن
ممنون دوستان

[ghazal_ak]

مقدمه

الکترونهای بارشی نه تنها موجب یونش می‌شوند، بلکه را در عین حال در عرضهای بالا، که از آن جا خطوط میدان مغناطیسی بر برگه پلاسما ترسیم می‌شود، برخوردهای لبین الکترونهای پر انرژی بارشی و یونهای اتمسفر خنثی در گستره طول موج مرئی به تولید تابش نیز می‌پردازند. این نور شفق قطبی نام گرفته است و می‌تواند با چشم غیر مسلح از زمین رؤیت شود. شفق قطبی شدید از "آهنگ گسیل" چند میلیون رایله برخوردار است. این شفق قطبی ، در عرضهای حدود ْ70 دور تا دور کره زمین در دوره کمربندی به نام "بیضی شفق" قابل رؤیت است

با این همه باید گفت که ، شفق مذکور نه نوعی بر افروزش تلولو پیوسته در داخل این کمربند ، بلکه عبارت از ساختارهای مشخصی یا شکلهای شفقی سامان یافته‌اند. در اغلب موارد وضعیت شفق قطب ، از عکس گرفته شده تحت ْ180 از همه آسمان ، ظاهر می‌شود، یعنی به صورت جفت ساختارهای نوار گونه نازک نورانی، که در راستای از شرق به غرب و به نام کمانهای شفقی کشیده شده است.





گسیهای شفقی

گسیلهای شفقی ، نتیجه فرآیندهایی است که طی آنها ، اتمها یا مولکولهای خنثی ، در اثر برخوردهایشان با الکترونهای بارشی برانگیخته می‌شوند، و با گسیل فوتونها ، به حالت زمینه خود بر می‌گردند. برانگیختگیها ، در اغلب موارد ، با یونش همراهند. رنگ سبزی که معمولا مشاهده می‌شود، ناشی از "خط سبز شفقی" اکسیژن اتم درطول موج nm 7.577 است، که نوعا در ارتفاعات بین 100 و 200 کیلومتری دیده می‌شود. در ارتفاعات بالاتر ، می‌توان "خط سرخ شفقی" اکسیژن اتمی در طول موج nm 0.630 مشاهده کرد. هر دوی این خطها ، نمایشگر خطوط به اصطلاح ممنوعه هستند. حالتهای انرژی برانگیخته که طول عمرهای نسبتا درازی دارند (شبه پایدار) و تحت فشار جوی عادی (هنجار) اتم برانگیخته انرژی خود را به جای گسیل نور ، از طریق برخوردها با ذرات دیگر از دست می‌دهد.

ازت مولکولی ، در طول موجهای 4.391 ، 0.427 و 0.470 نانومتر تعدادی خط بنفش یا آبی ضعیفتری را تولید می‌کند. در گستره فرابنفش می‌توان خطوط گسیلی ازت مولکولی (در حوالی nm 150) و یک خط اکسیژن اتمی در nm 4.130 را بدست آورد. در شفقها ، همچنین خطوط گسیلی فرو سرخ ، مثلا خطوط اکسیژن مولکولی در 1270 و 1580 نانومتر نیز بوجود می‌آیند.





نتیجه گیری

به استثنای مورد یونسفر قسمت یونیده که در آن ، برخوردها با ذرات خنثی نقش مهمی را بازی می‌کند، اغلب پلاسماهای ژئوفیزیکی ، از نوع کاملا یونیده و بدون برخوردند، به این معنی که در آنها فرکانس برخورد کولنی خیلی کمتر از فرکانس پلاسماست. لیکن ، در این پلاسماها ، برهمکنشهای جمعی ، که در آنها میدانهای خود ساز ذرات ، نقش لازم و ملزومی در پراکندگی الکترونها به عهده می‌گیرند، می‌توانند به "برخوردهای ناهنجار" بیانجامند. این پلاسما ممکن است، با جایگزین کردن فرکانس برخوردی ، با یک "فرکانس برخورد ناهنجار" ، که مقدارش می‌باید بر اساس برهمکنش ذرات با افت و خیزهای میدان الکتریکی محاسبه شود، دوباره به صورت پلاسما برخوردی در آید.

مثال خوبی برای این برخوردهای ناهنجار ، عبارت از پراکندگی زاویه حمله الکترونی است. برخوردهای ناهنجار ، همچنین می‌توانند رسانایی نزدیک بی نهایت پلاسمای هنجار را کاهش داده و بدین ترتیب آنرا به "مقاومت ناهنجار" سوق دهند، که به نوبه خود می‌تواند یک اثر بحرانی بر روی و هم بستگی بین پلاسما و میدانها ، در نواحی مشخصی از اطراف زمین داشته باشد.

[Pouriaqazvin]

[مرتضی nvcd]

مطالب جالبی بود.

فقط یه سوال:

این تصاویر متحرک که تو تلویزیون از شفق می بینیم سریع شده هست یا همون تصاویر عادیه.

منظورم اینه که شما تو قطب خودتون می بینید که شفق ها حرکت می کنند یا باید چند دقیقه تحمل کنید تا مثل ابر و .... حرکت اونها رو متوجه بشی.

[Mohammad Hosseyn]

مطالب جالبی بود.

فقط یه سوال:

این تصاویر متحرک که تو تلویزیون از شفق می بینیم سریع شده هست یا همون تصاویر عادیه.

منظورم اینه که شما تو قطب خودتون می بینید که شفق ها حرکت می کنند یا باید چند دقیقه تحمل کنید تا مثل ابر و .... حرکت اونها رو متوجه بشی.

فکر نکنم که سریع شده باشه ... چون حرکت ذرات باردار در قطب های مغناطیسی سریع هست ...
موفق باشید

[ghazal_ak]

مطالب جالبی بود.

فقط یه سوال:

این تصاویر متحرک که تو تلویزیون از شفق می بینیم سریع شده هست یا همون تصاویر عادیه.

منظورم اینه که شما تو قطب خودتون می بینید که شفق ها حرکت می کنند یا باید چند دقیقه تحمل کنید تا مثل ابر و .... حرکت اونها رو متوجه بشی.

با اجازه ی آقا محمد حسین
منم فکر نمی کنم که سریع شده باشن