励起された原子が発光する

高エネルギー電子が上層大気内の原子や分子にぶつかった時に
オーロラの発光が起こる。

大気の成分
地球大気は、７８％が窒素、２１％が酸
素、その他の成分が残りの１％である。
地球表面に近ければ近いほど大気の密度
は高く、高度が上がるほど低くなる。

上層大気
オーロラはカーテンのような形をしてい
る。「カーテンのすそ」の部分は地球表
面から高度100ｋｍの上空、「カーテン
の上」の部分は500ｋｍほど離れたとこ
ろにある。オーロラは気象現象ではな
い。気象現象のほとんどは大気の一番
下の部分、地球表面から高度16ｋｍの
間で起こる。

衝突が発光を起こす
高エネルギー電子が酸素原子とぶつかると、その電子のエネル
ギーが酸素の電子に少量移される。このように酸素がエネル
ギーを得る現象を、酸素原子が「励起」されたという。酸素電
子は励起されたエネルギーを短時間後、光として放出する。多
くの分子が励起し発光すると、目に見えるほどの明るさの光に
なるのである。

図をクリックしてFlash映像（15kb）を見てみよう。

発光するのは酸素だけではない。窒素や水素などのほかの分子
も高エネルギー電子と衝突すると発光する。ネオンサインはこ
の現象を利用したものである。ネオンガスを電気が通り過ぎる
時に赤い光を発するわけである。