1. Home
  2. NaturfagChevronRight
  3. Stråling og radioaktivitetChevronRight
  4. Nordlyset – mystikk og vitenskapChevronRight
  5. Nordlysets fargerChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Nordlysets farger

De forskjellige fargene i nordlyset skyldes av solvinden kolliderer med ulike grunnstoffer i atmosfæren.

Lilla og rødt nordlys. Foto.

Innholdet i atmosfæren

Man fant ut at den i stor grad består av nitrogen- og oksygengass. Nede ved jordoverflaten er det stort sett som N2- og O2-molekyler. Går vi 20-30 km opp i atmosfæren, begynner molekylene for alvor å bli utsatt for ultrafiolett stråling. Da kan de spaltes til frie atomer, slik at det blant annet blir dannet ozon (O3).

Der vi oftest observerer nordlyset, i en høyde av ca. 100 km og oppover, er atmosfæren svært tynn. Den ultrafiolette strålingen ioniserer eller spalter store deler av N2- og O2-molekylene, slik at vi i denne tynne delen av atmosfæren finner små mengder av N2, N2+, O2, O2+ og O samt frie elektroner. Det er stort sett disse partiklene som blir truffet av solvinden, og som gir oss nordlysets farger.

I laboratoriet kan vi få hydrogengass til å lyse med et blålig lys i et lukket glassrør når vi sender strøm gjennom det.

Visning av hvilket lys som kommer av hvilke skallsprang. Illustrasjon.
Emisjon av lys fra hydrogen.
Ser vi på dette lyset gjennom et gitter eller et prisme, finner vi flere adskilte fargestriper eller linjer. Vi ser en rød linje, en blågrønn linje, en blåfiolett linje og en fiolett linje.

Bruker vi et spektroskop, kan vi lese av bølgelengdene for lyset i hver spektrallinje. Disse fargene er helt spesielle for hydrogen. Andre atomer eller molekyler gir andre farger. Et slikt fargespekter er med andre ord et slags «fingeravtrykk» som forteller hvilke atomer eller molekyler som sender ut fargene.

Elektronene hopper

Når atomene, ionene og molekylene øverst i atmosfæren blir truffet av solvindpartiklene, blir elektronene løftet oppover, lenger vekk fra atomkjernen og til høyere skall. Der blir elektronene bare en brøkdel av et sekund før de faller nedover igjen, fra skall til skall. Ved hvert fall mister elektronene energi. Den energien de mister, blir sendt ut av atomet, ionet eller molekylet som et foton med en helt bestemt farge (bølgelengde). Fargene er typisk for den partikkelen som har sendt det ut.

Både den gulegrønne og røde fargen fra nordlyset skriver seg fra O-atomer. En del av det røde lyset kommer også fra N2-molekyler. Den blå fargen kommer fra N2+-ionene. Nordlyset varierer også med høyden. Når det er rødt nederst, skyldes dette N2-gass, men når overkanten av nordlyset er rødt, skriver fargene seg fra O-atomer.

Vi får også nordlys fra protonene i solvinden. På sin vei mot oss kan et proton fange inn et elektron fra den øvre atmosfæren og blir dermed til et hydrogenatom. Etter hvert som elektronet i hydrogenatomet faller nedover fra skall til skall, sender det ut fotoner som er typiske for hydrogen. Deler av blåfargen og rødfargen fra nordlyset skyldes H-atomer.

Læringsressurser

Nordlyset – mystikk og vitenskap

Hva er kjernestoff og tilleggsstoff?