为什么极光是绿色的？

首先我们需要知道，极光是来自地球磁场或太阳的高能带电粒子流使高层大气分子或原子激发而产生的。根据能量最低原理，激发态是不稳定的，被激发的原子等一段时间后(这段时间称为寿命)会释放出一定能量的光子，然后回到稳定的基态，这一过程中放出的光就是极光。而大气分子主要是由什么构成的呢？没错，主要是氮气和氧气。

根据我们上面的阐述，极光颜色主要靠激发态决定，也就是由大气分子的组成以及入射电子能量大小决定。当入射电子能量不太大时，氧原子容易被激发，最终产生的光波为557.7纳米的淡绿色光。而能量较大时，氮原子容易被激发，最终产生427.8纳米的蓝色光。能量很大的时候，630纳米的红光容易发出。

虽然高层内空气密度小，但是碰撞对于寿命长的激发态而言依然是有巨大影响的，比如，630纳米的红光寿命约为110秒，而处于这种激发态的原子，只要被其他原子碰撞，激发态就会改变，再跃迁回基态时发出的光的颜色也会随之改变，不会再是红光了。而557.7纳米的淡绿色光寿命为1秒左右。人眼可以观测到的较低层大气空气密度相对高层较大，碰撞较多，因此人们看到的极光多为绿色光。