許多世紀(jì)以來(lái),這一直是人們猜測(cè)和探索的天象之謎.從前,愛(ài)斯基摩人以為那是鬼神引導(dǎo)死者靈魂上天堂的火炬.13世紀(jì)時(shí),人們則認(rèn)為那是格陵蘭冰原反射的光.到了17世紀(jì),人們才稱它為北極光——北極曙光（在南極所見(jiàn)到的同樣的光稱為南極光）.隨著科技的進(jìn)步,極光的奧秘也越來(lái)越為我們所知,原來(lái),這美麗的景色是太陽(yáng)與大氣層合作表演出來(lái)的作品.在太陽(yáng)創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱為“太陽(yáng)風(fēng)”.太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)噴射出的帶電粒子,是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流.太陽(yáng)風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng),以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場(chǎng).地球磁場(chǎng)形如漏斗,尖端對(duì)著地球的南北兩個(gè)磁極,因此太陽(yáng)發(fā)出的帶電粒子沿著地磁場(chǎng)這個(gè)“漏斗”沉降,進(jìn)入地球的兩極地區(qū).兩極的高層大氣,受到太陽(yáng)風(fēng)的轟擊后會(huì)發(fā)出光芒,形成極光.在南極地區(qū)形成的叫南極光.在北極地區(qū)形成的叫北極光.1890年,挪威物理學(xué)家柏克蘭認(rèn)為,離地球1.5億千米的太陽(yáng)幾乎連續(xù)不斷地向地球放射物質(zhì)點(diǎn).而離地球5萬(wàn)千米至6.5萬(wàn)千米以外有一層磁場(chǎng)將地球罩住,當(dāng)太陽(yáng)的質(zhì)點(diǎn)直射這層磁場(chǎng)而被擋住時(shí),它便向地球四周擴(kuò)散,尋找鉆入的空隙,結(jié)果約有1％的質(zhì)點(diǎn)鉆入北磁極附近的大氣層.每顆太陽(yáng)質(zhì)點(diǎn)含有等于1000伏特的電力.它們?cè)?00千米外的高空大氣層中與原子和多半由氧和氮構(gòu)成的分子相遇,原子吸收了太陽(yáng)質(zhì)點(diǎn)所含的一部分能量時(shí),立即又將這能量釋放出來(lái)而產(chǎn)生極強(qiáng)的光,氧發(fā)出綠色和紅色的光,氮?jiǎng)t發(fā)出紫、藍(lán)和一些深紅色的光.這些繽紛的色彩組成了綺麗壯觀的極光景象.目前,許多科學(xué)家正在對(duì)極光作深入的研究.人們看到的極光,主要是帶電粒子流中的電子造成的.而且,極光的顏色和強(qiáng)度也取決于沉降粒子的能量和數(shù)量.用一個(gè)形象比喻,可以說(shuō)極光活動(dòng)就像磁層活動(dòng)的實(shí)況電視畫面.沉降粒子為電視機(jī)的電子束,地球大氣為電視屏幕,地球磁場(chǎng)為電子束導(dǎo)向磁場(chǎng).科學(xué)家從這個(gè)天然大電視中得到磁層以及日地空間電磁活動(dòng)的大量信息.例如,通過(guò)極光譜分析可以了解沉降粒子束來(lái)源,粒子種類,能量大小,地球磁尾的結(jié)構(gòu),地球磁場(chǎng)與行星磁場(chǎng)的相互作用,以及太陽(yáng)擾亂對(duì)地球的影響方式與程度等.極光不但美麗,而且在地球大氣層中投下的能量,可以與全世界各國(guó)發(fā)電廠所產(chǎn)生電容量的總和相比.這種能量常常攪亂無(wú)線電和雷達(dá)的信號(hào).極光所產(chǎn)生的強(qiáng)力電流,也可以集結(jié)在長(zhǎng)途電話線或影響微波的傳播,使電路中的電流局部或完全“損失”,甚至使電力傳輸線受到嚴(yán)重干擾,從而使某些地區(qū)暫時(shí)失去電力供應(yīng).怎樣利用極光所產(chǎn)生的能量為人類造福,是當(dāng)今科學(xué)界的一項(xiàng)重要使命.極光 常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)上空大氣中的彩色發(fā)光現(xiàn)象.一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀,這些形狀有時(shí)穩(wěn)定有時(shí)作連續(xù)性變化.極光是來(lái)自太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)的帶電高能粒子“可達(dá)1萬(wàn)電子伏”流使高層大氣分子或原子激發(fā)或電離而產(chǎn)生的.由于地磁場(chǎng)的作用,這些高能粒子轉(zhuǎn)向極區(qū),所以極光常見(jiàn)于高磁緯地區(qū).在大約離磁極25°—30°的范圍內(nèi)常出現(xiàn)極光,這個(gè)區(qū)域稱為極光區(qū).在地磁緯度45°—60°之間的區(qū)域稱為弱極光區(qū),地磁緯度低于45°的區(qū)域稱為微極光區(qū).極光下邊界的高度,離地面不到100公里,極大發(fā)光處的高度約110公里左右,正常的最高邊界為300公里左右,在極端情況下可達(dá)1000公里以上.根據(jù)近年來(lái)關(guān)于極光分布情況的研究,極光區(qū)的形狀不是以地磁極為中心的圓環(huán)狀,而是更像卵形.極光的光譜線范圍約為3100—6700埃,其中最重要的譜線是5577埃的氧原子綠線,稱為極光綠線.早在2000多年前,中國(guó)就開始觀測(cè)極光,有著豐富的極光記錄.極光是劃過(guò)南北兩極地區(qū)上空的耀眼的光象.至今還沒(méi)有人確切地知道極光發(fā)生的原因,但人們通常認(rèn)為極光是來(lái)自太陽(yáng)微小高能粒子在地球磁場(chǎng)受阻后偏向的結(jié)果.一說(shuō)是太陽(yáng)高能粒子在地球磁場(chǎng)作用下和地球外層大氣中氧氮原子撞擊產(chǎn)生的輝光.太陽(yáng)每11年左右有一個(gè)非?；顒?dòng)期,發(fā)出大量高能粒子進(jìn)入宇宙空間.此時(shí)出現(xiàn)的極光最為瑰麗壯觀.在地平線上的城市燈光和高層建筑可能會(huì)妨礙我們看光,所以最佳的極光景象要在鄉(xiāng)間空曠地區(qū)才能觀察得到.在加拿大的丘吉爾城,一年在有300個(gè)夜晚能見(jiàn)到極光；而在羅里達(dá)州,一年平均只能見(jiàn)到4次左右.大多數(shù)極光出現(xiàn)在地球上空90—130千米處.但有些極光要高得多.1959年,一次北極光所測(cè)得的高度是160千米,寬度超過(guò)4800千米.