Polární záře

Ač tento úkaz pozorujeme v noci, může za něj Slunce, resp. sluneční vítr.

Zelená barva je v polárních zářích nejčastější a je způsobena spektrální čárou atomárního kyslíku o vlnové délce 557,7 nm. Světlo této vlnové délky vzniká přeskokem valenčního elektronu kyslíku z druhé na první energetickou hladinu. Tato zelená záře se nachází ve výšce asi 90–150 km nad zemským povrchem. Níže je plyn příliš hustý a atomy excitované vysokoenergetickými částicemi slunečního větru (nejčastěji elektrony) by nezářily, neboť by s vysokou pravděpodobností ztratily energii srážkou s jiným atomem dříve, než by ji stačily vyzářit. Střední doba, po kterou zůstává atom kyslíku v excitovaném stavu, je v tomto případě asi 0,7 sekundy. Po dobu excitace se nesmí srazit s jiným atomem či molekulou. (Lidské oko má maximum své citlivosti na 555 nm, tedy téměř přesně ve zmíněné spektrální čáře.)

Kromě zelené se v polární záři objevuje červená. I za tuto výrazně sytě červenou záři je převážně odpovědný atomární kyslík, tentokrát spektrální čára 630 nm. Světlo této vlnové délky vzniká přeskokem valenčního elektronu kyslíku z první hladiny do základního stavu. Střední doba, po kterou zůstává atom kyslíku v excitovaném stavu, je v tomto případě neuvěřitelně dlouhá, a to asi 110 sekund. Za tak dlouhou dobu se atom kyslíku s vysokou pravděpodobností s ničím nesrazí jen tehdy, jestliže je plyn extrémně řídký. Červená záře se tedy vyskytuje výše než záře zelená, a to ve výškách 150–400 km nad zemským povrchem.