L’aurora boreale è un fenomeno ottico dell'atmosfera terrestre, caratterizzato principalmente da bande luminose di un'ampia gamma di forme e colori rapidamente mutevoli nel tempo e nello spazio, tipicamente di colore rosso-verde-azzurro, detti archi aurorali.
Il fenomeno è causato dall'interazione di particelle cariche (protoni ed elettroni) di origine solare (vento solare) con la ionosfera terrestre (atmosfera tra i 100 – 500 km): tali particelle eccitano gli atomi dell'atmosfera (soprattutto ossigeno) che diseccitandosi in seguito emettono luce di varie lunghezze d'onda. A causa della geometria del campo magnetico terrestre, le aurore sono visibili in due ristrette fasce attorno ai poli magnetici della Terra, dette ovali aurorali.
Schematizziamo l'ossigeno come formato da 2 stati di eccitazione, il superiore di energia 4.17 eV e tempo di vita 0.8 s, quello inferiore di energia 1.96 eV e tempo di vita 110 s (il valore 0 eV di riferimento dell'energia è preso per il "ground state"). Un fotone viene emesso quando, dopo essere stato eccitato, l'ossigeno ritorna ad uno stato di eccitazione inferiore o al "ground state".
Aurore splendide e variabili in colore come quella in figura sono dovute al fatto che i fotoni emessi non hanno la stessa lunghezza d'onda.
(Nota: Per semplicità si assuma che la temperatura sia indipendente dall'altezza e che l'aria sia un gas perfetto).
Trova di che colore è l'aurora boreale a
Hint: la relazione tra la frequenza
), quindi alla fine tra adattamento e traduzione ci saranno svariate inesattezze ed errori che correggerò appena li avrò individuati (anzi vi sembra di averne trovato uno non esitate a chiedere conferma), editando molte volte il post. Mi scuso in anticipo 
