Hallo varialmctwist,

deine Annahmen bezüglich Ionisation und Quantensprung sind völlig richtig. Bei einer Ionisation geht das Elektron weitgehend verloren. Wegen der dünnen Atmosphäre in 100-200 km Höhe würde nur eine geringe Wahrscheinlichkeit bestehen, ein herausgeschlagenes Elektron wieder einzufangen. Das Herausschlagen würde auch eine viel höhere Energie benötigen, als ein Quantensprung.

Tatsächlich entstehen Polarlichter also durch einen Quantensprung. Die Teilchen des Sonnenstroms stoßen mit den Sauerstoff- oder Stickstoffatomen der Luft in großer Höhe zusammen, geben ihre Energie an ein Valenzelektron des Atoms ab, sodass es auf eine höhere Bahn gelangt, und es fällt danach nach kurzer Zeit von selbst wieder herunter auf die alte Bahn. Dabei gibt es vorher zugefügte Energie wieder ab in Form von Licht, dessen Farbe genau dieser Energie entspricht. Man kann also anhand der Farbe (Spektrum) des Polarlichts sogar sagen, auf welche Bahn das Elektron angehoben wurde.