極光的光譜

極光光譜可由紫外線到紅外線。在可見光範圍的極光的成因，可由打入之電子能量及大氣成分（重的沈在下，輕的浮在上）而得。

當打入之電子能量不太高時，可將高層氧原子打成激發態氧原子O(1S)。此激發態氧原子O(1S)回到基礎態氧原子O(3P)便發出白綠色的光（波長5577A），此即最常見的白綠色彩帶般的極光。
當一般強度的磁層副暴發生時，打入電離層的電子能量較高，可將較下層氮分子打至不穩定的游離態氮分子離子。當此激發態氮分子離子回到基礎態氮分子離子便放出青藍色的光，波長4278A。因此在一般強度的磁層副暴時，可見北極光如青龍般在極區（約北緯70-80度左右）夜空盤旋飛舞。

當打入的電子能量非常高時（少有之超強磁副暴），電子得以深入低層電離層，將下層之氧分子打成兩個激態的氧原子，其中一個O(1D)可放出紅光6300A而另一激態的氧原子可為O(1D)或O(1S)，故可放出紅光或綠光。因此在超強磁副暴時，可能見到血紅色的極光或紅綠相間的極光。

太空梭由上往下所拍攝的極光，多呈淺紅色，這是氫所發的紅光。地面上不容易看到此種氫所發出來的紅光極光弧，是因為氫所發出的紅光，相對應的【生命期】較長之故。在較低空的大氣中，空氣不夠稀薄，碰撞太頻繁，如果高能階激發態的【生命期】太長，往往來不及大家一同由高能階跳回低能階發光，就個別與另一個粒子發生碰撞，把光給放出來了。所以只能產生類似擴散極光的現象，無法造成明亮的極光弧！