神奇的極光

●備課資料
一、課文補注
大氣外層的“燈火”——極光與地磁
在1958年，一個有關地球外太空出乎意料的重大發現，震驚了科學界的人士。美國詹姆斯•范•艾倫博士宣布，美國“探險者”號衛星及“先鋒號”衛星在地面上空的地磁場內，發現了兩條寬大的輻射帶。這兩條輻射帶被命名為范艾倫輻射帶。（由離地面970千米起，向上延伸至64000千米）后人稱為磁層的輻射帶。磁層是大氣最外層——散逸層的一個組成部分，它對于地球來說，是一個安全保護網，可以使地球免受宇宙空間襲來的致命輻射線的傷害。而磁層的形成，則是得益于地球這塊巨大的磁體。
地球被一個大磁場包圍這一事實，對世界的發展產生了莫大的影響。太陽系中，叫做太陽風的高速電子流，在太陽強大磁性作用下不斷從太陽中噴出。太陽風以每秒500千米的速度刮過地球附近的太空，直至木星一帶。地球就繞行于這種稀薄而能量極高的粒子流中間，地球的磁場形成了阻擋高速粒子的磁性層，擋住了太陽風向大氣深部的侵襲。這猶如石頭抗拒河流，將流水擋住一樣。
當太陽風吹向地球時，朝著太陽一面的地磁場被壓縮，磁力線都向后彎曲，背著太陽的一面，磁場則有若風帆那樣拖了個長尾巴。地球磁場改變了太陽風的風向，防止它直接刮進地球。大部分輻射粒子在磁場中沿著磁力線來回做螺旋運動，永遠不會到達地面上。此外，由太空深處射來的較弱的宇宙射線，絕大部分也都為這一磁性層所阻擋而轉移了方向，只有較強的宇宙射線才能穿過磁性層到達地面。
磁場并非肉眼可見，它只能借助科學儀器的測量而顯現出來。但在磁性層中，卻有一種點綴極地夜空的瑰麗光芒——極光，極光本身所顯現的雖然不是地球的磁場，但卻是一種由磁場所形成的極地夜入的華麗燈火。
極光是由太陽噴出的高速粒子造成的。這種高速粒子先是被地球磁場捕獲而蓄積于磁性層的內側。當太陽的活動趨于活躍，貯存于地球磁性層中的粒子就沿著地球的磁場進入地球兩極，透過大氣層，并在那里激發空氣分子而形成火焰般壯麗的極光。由于地球磁場的南北極對稱，因此，當南北兩極同是夜晚，又同是晴空時，必然會在兩極同時看到一樣的極光。
極光的平均高度約有100千米，它是形成于大氣層最上層的光，它的能量總和大約和美國一年所使用的電量差不多。假如地球沒有磁場，太陽風直接進到地表，將危及人類的安全。因此，它是地球避開宇宙間高速粒子流的保護網，極光正是這磁場造出的燦爛燈火。
（選自《求知文庫•我們生活的地球》  作者：薛晴、培力）
二、課文析讀
《神奇的極光》的寫作特色
描寫生動、比喻恰當是文章的兩大特色。本文是一篇科普說明文，此類文章一般科學術語多，語言晦澀，不易讀懂，但本文在寫作中，巧妙地融入了很多生動的描寫和恰當的比喻，使文章避免了讀來枯燥無味。例如文中這一段文字：極光形體的亮度變化也是很大的，從剛剛能看見的銀河星云般的亮度，一直亮到滿月時的月亮亮度。在強極光出現時，地面上物體的輪廓都能被照見，甚至會照出物體的影子來。最為動人的當然是極光運動所造成的瞬息萬變的奇妙景象。我們形容事物變得快時常說：“眼睛一眨，老母雞變鴨”。極光可真是這樣，名副其實的翻手為云，覆手為雨，變化莫測，而這一切又往往發生在幾秒鐘或數分鐘之內。極光的運動變化，是自然界這個魔術大師，以天空為舞臺上演的一出光的話劇，上下縱橫成百上千公里，甚至還存在近萬公里長的極光帶。這種宏偉壯觀的自然景象，好像沾了一點仙氣似的，頗具神秘色彩。令人嘆為觀止的則是極光的色彩，早已不能用五顏六色去描繪。