原理：
霓虹灯管内，藉着两极的电压差将电子加速，然后将管内稀薄气体撞击而发光。来自上空的高速电子撞击电离层中的原子、分子、或离子，把它们打成激发态(通常必须是一个高能阶的准稳定态)，等一段时间后(【生命期】)，它们会自动的跳回基础态(或较低能阶的准稳定态)，放出一定波长的光，这就是极光。
造成极光的的高速电子，打哪儿来的呢?造成扩散极光的高速电子来自内磁层: 内磁层中，原来沿磁场线来回弹的高能电子，被扰动的电场与磁场散射后，无法继续来回弹跳而落入电离层中，并与电离层中的氢原子碰撞发出红光。由于这些电子一个一个落下来，好像下毛毛雨一般。因此所产生的极光也像毛毛雨弄湿地面一般，呈现相当均匀的分布。
