极光之所以一般出现在地球的南、北极附近上空，是有一定原因的。这又跟地球本身有关。我们的地球可以看做是一块大磁石，跟其他磁体一样，地球周围存在磁场，也有磁北极和磁南极，它们分别在地理上的北极和南极附近。指南针所以能够指示南、北方向，也正是因为地球周围空间存在磁场，地球上实际存在磁北极和磁南极的缘故。跟一切磁体一样，比如一根磁棒，磁性最强的部位在磁体的两端，在两个磁极处，地球的北磁极和南磁极磁性也很强。从太阳喷射出来的带电粒子是带有正、负电荷的，在射向地球的过程中，因为受地球磁场的影响，受地球南、北磁极的吸引，带电粒子按正、负电荷不同分别偏向南磁极和北磁极，奔向地球南、北磁极上空，那儿高空的稀薄气体受大量带电粒子流的冲击而出现极光。所以地球上南、北两极出现极光的机会最多。
极光的形状多样并不断变幻，也跟地球磁场有关。极光的忽隐忽现和扭曲摆动，是由于地球磁场受太阳内部激烈活动影响而在方向和磁力大小上发生变动的缘故。
在地球南、北极附近地区，也不是天天能见到极光的，只有在太阳内部活动特别激烈的日子，特别是出现太阳黑子的日子，在大量产生带电粒子流的时候，才出现极光。那儿一年里出现极光次数的多少也每年不一样。因为太阳黑子由多到少、再由少到多的变化是有周期性的，它的平均周期大约是11年多一点儿。1947年曾经是太阳黑子最多的一年，所以2002年前后又将是太阳黑子较多的年头，出现极光的次数也会增多。
我在前面说了，在我国的有些地区，也看到过北极光。比如1957年3月2日夜，我国黑龙江省漠河地区和呼玛县、新疆北部阿勒泰地区，人们都看到了罕见的北极光。
1982年6月18日晚10时10分前后，在内蒙化德等几个县和河北省北部的隆化等几个县，人们都看到了耀眼的白色弧形的北极光，历时20分钟左右。
特别强大的极光有时候在中、低纬度地区也能看到，比如1859年9月1日在低纬度的夏威夷群岛人们看到过极光，1872年2月4日在低纬度的印度孟买也曾出现过极光。这是因为特别大量的带电粒子流射入大气层时，会形成大气里的附加电流，从而产生磁场。这个附加电流所产生的磁场会扰乱地磁场，影响地磁场的方向，在这种情况下极光就不仅发生在地球的两极附近，在中、低纬度地区也会出现。当然，这种机会是极少极少的。
其实极光不仅发生在夜里，白天也能产生，只不过由于白天太阳光很强，极光被太阳光湮没了，人们看不见罢了。
海市蜃楼
在夏天的沙漠里，大风卷起黄沙满天飞扬之后，往往接踵而来的就是叫人难以忍受的酷热，气温可以升到四五十摄氏度。偶尔出现一支骆驼队行进在茫茫沙海中，似乎只有驼铃单调的催人昏昏欲睡的丁当声，才能打破这沉闷的寂静。此时此刻，人们是多么渴望有个凉快的地方歇脚啊。可是，在这渺无边际的沙海中，哪有凉快的去处？不过，有时候，特别是烈日当空的晌午，在人们眼前会突然出现一湾湖水，湖畔水光树影，清晰可见。湖水吸引了疲劳的人们，走呀，走呀，它似乎就在眼前，可是又总也走不到那边。一阵风刮过，这湖光树影就消失得无影无踪。人们这才醒悟过来，这是遇上海市蜃楼了。
在大海边，本来望出去是水天一色，茫茫一片，往往大半天什么都不见的海面，有时候远处突然会出现一座城镇，楼台城郭，桥梁街市，树木行人，历历可见，不久又消声匿迹，无影无踪了。人们说，这又是遇上海市蜃楼了。
海市蜃楼是一种空中幻景，又叫海市。我国山东半岛最北端的沿海县城蓬莱县（古时名登州），靠海有座古建筑——蓬莱阁，是个有名的观看海市蜃楼的地方。北宋科学家沈括曾在他的名著《梦溪笔谈》中，记录了他在蓬莱见到的海市蜃楼的景象：“登州海中，时有云气，如宫室台观，城堞人物，车马冠盖，历历可睹。”
在我国古代的传说中，认为蜃是一种蛟龙，能吐气为楼台；又传说海市是海上神仙的住处，没有固定的地点，在虚无飘渺间。于是我们的祖先就把像蓬莱海面出现的那一类空中幻景叫做海市蜃楼。
海市蜃楼到底是怎样产生的呢？
还得先从简单实验说起。
用一个大口扁形的玻璃杯，盛上半杯子水，再拿一个5分硬币放进盛水的杯子里，硬币最好放在杯底的中央。现在你从侧面看硬币，像是浮了上来似的，看到的硬币的物像，比原来的实物位置高了许多。
这个小小的实验说明，来自硬币的光线从透明的水里进人透明的空气的时候，因为水和空气密度不同，光线行进的路线就会在水和空气不同密度的交界面上发生偏折，也就是所谓发生折射，于是我们看到了比实物高得多的一个物像。如果把玻璃杯慢慢垫高，垫高到一定高度，你就会看不见硬币的物像。这是因为这时候入射角小于48.5°的光线，经折射后向上射而射不到你的眼睛的缘故。入射角等于或大于48.5°的光线，就不再射出水和空气的交界面，而在这个交界面上折回水中——这就是所谓光的全反射。
同样是空气，要是密度不一样，也可以使光线在通过不同密度的不同空气层时发生折射，出现物像。空气密度是随温度变化而变化的：温度增高，空气就要膨胀，密度跟着变小；反过来，温度降低时，空气就要收缩，密度跟着变大。海市蜃楼就是光线在穿过大范围不同密度的空气层时，把几十千米甚至上千千米外远处本来看不见的景物，经过折射和全反射抬升到地面以上或者半空中的奇异的幻景。
海市蜃楼按不同环境条件下空气层密度分布不同而分做上现蜃楼、下现蜃楼和侧现蜃楼等几种。
上现蜃楼大多出现在海面上空。蓬莱海面看到的应该是上现蜃楼。三、四月间，太阳光照射海面，由于海水蒸发耗去了大量热量，并且海水吸收太阳光的热量后增温很慢，所以暖季里陆地地面已晒得烫人，而海水却显得很凉。接近海面的空气层受海水温度的影响，气温也比较低。稍高的空气层没有直接跟很凉的海面接触，气温反而比较高。这就形成了上暖下凉、密度上小下大的暖、冷空气层。来自景物的光线在通过密度较大的冷空气层而进人密度较小的暖空气层时，经过折射和全反射，射入人们的眼睛，把本来没入地平线以下人们看不见的远处景物，变成“抬”高了的景象让人们看到，就像上述实验水杯里的硬币的物像比实物给“抬”高了许多一样。
冷、暖空气层里密度分布都不会是绝对均匀的，都有由密到疏的过渡，所以实际上光线走的是一条向上的逐渐弯曲、产生全反射后又向下逐渐弯曲的弧线，最后投入人们的眼睛。光线在地面空气层中所发生的弯曲现象，也使我们在太阳实际上已经没入地平线以后的几分钟内还能看到它，在中纬度地方白天因此要比实际长10～15分钟。
