它的色彩是那样的鲜艳夺目，形状是那样的优美自然。许多诗人曾为它写下动人的诗篇：“一片灵台月照明，万丈辞艳飞长虹。”“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”。。远在殷商时代，甲骨文中就有“虹”的记载。说明古人已注意到虹。
那么，虹是怎样形成的呢？
在阿拉伯人的传说里，虹是光明神哥沙赫的弓。当哥沙赫休息时，就把自己的弓——虹，挂在云端。显然这是没有科学道理的。
我国古代的哲人学者却已知道虹的大致形成原因。公元前3世纪的庄子说：“阳炙阴为虹。”这话的大意是：阳光烤水气而出现虹。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中引用与他同时代科学家孙彦光的话说：“虹，日中雨影也，日照之，则有之。”南宋的朱熹也在《朱子语类》中说得更具体：“虹非能止雨也，雨气至是已薄，是日色散射雨气也。”当然限于当时的科学水平，他们的说法还不是那么准确。
现在科学已揭开了虹的奥秘。原来太阳光尽管看起来是白色的，可却是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色构成的。如果我们把一束太阳光照射在三棱镜上，在三棱镜后面就可以看到这7种颜色。这是因为太阳光经三棱镜折射之后，各种颜色被分离出来。要是我们手头没有三棱镜，也可以做这么个小实验：在一个墙壁的前面，放置一个有水的脸盆；再取一块镜子，用手拿着，将它斜放在水面，并调整角度，使太阳光反射到墙壁上，这样在墙上就可以看到各种美丽的颜色。
虹的形成道理，跟这差不多。在下雨之后，空气中有好多的水滴，这些水滴像三棱镜一样，当阳光照射在上面时，经过两次折射和一次反射，被分离成各种颜色，于是，在雨幕或雾幕上就形成了人们看到的外红内紫带状排列的虹。
有时，在虹的外围伴随着一条色彩较暗、色带排列为内红外紫的“副虹”，人们称它为“霓”。由于它是阳光经两次折射和两次反射所致，多了一次反射，因此，色彩没有虹那么鲜艳。
空气里水滴的大小，决定了虹的色彩鲜艳程度：空气中的水滴越大，虹越鲜艳；水滴越小，虹色越淡。在雾滴里形成的虹则为淡色。
灿烂的彩霞
早晨或傍晚，天空经常布满灿烂的彩霞。彩霞是怎么形成的呢？
天空中的颜色是阳光在大气中的散射现象引起的。我们所看到的天空的颜色，实际上是经大气层散射的光线的颜色。在早晨或傍晚时，太阳光斜向穿过大气层，通过大气层的路径最长。光线的短波部分，即蓝光、紫光在传播途径中大量散射掉了，而红、橙色的长波部分散射得不多，能够照射到大气下层，并把天空和云彩染成一片金光灿烂的色彩。
蔚蓝色的天空
晴朗的天空，通常都是蔚蓝色的，这是为什么呢？
地球表面包围着一层厚厚的大气，大气中悬浮着许多微小的尘埃、水滴、冰晶等。当太阳光穿过大气层时，要受到这些微粒的散射。太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的，而不同颜色的光线穿过大气层时，散射的强弱不同，其中，太阳光线中的短波光部分（即蓝、青、紫光）散射作用要比长波光部分（即红、橙、黄光）要强烈得多。于是这些被散射的蓝、青、紫光散布在整个大气层中。人眼对紫光不太敏感，所以天空看起来呈现出蔚蓝色只有一昼一夜的地方地球上有没有一年只有一昼一夜的地方？
答案是肯定的，在北极和南极一年就是一昼一夜。
为什么在北极和南极会出现这种情况呢？
我们知道，地球公转有一个特点：斜着身子转动，地轴与公转的轨道面不是呈90°角，而是呈66°33′的夹角。而且，在公转的过程中，地轴始终指向北极星的方向。
在春分的时候，太阳直射在地球的赤道附近，此时南北极所受的光照范围相同。而过了春分，太阳直射在北半球上，以至在秋分之前（即从3月下旬至9月下旬），太阳老是在北极的低空上兜圈子，此时北极地区都是白天，称为“极昼”。到了秋分，太阳又直射在赤道上，南北两极所受的光照相同。
而过了秋分，太阳直射点在南半球，以至在春分之前（即从9月下旬至翌年3月下旬），北极地区都是晚上，称为“极夜”。
南极与北极恰恰相反。在春分至秋分的半年时间为晚上，即“极夜”，而从秋分至春分半年时间为白天，即“极昼”。
在“极夜”期间，太阳光照不到极地，当然，此间南极或北极相当寒冷。
即使在“极昼”，由于太阳升得很低，和我们平时见到的黄昏时的太阳一样，斜悬在天边，太阳光穿过厚厚的大气层，热量被削弱，因此，南极或北极，在“极昼”时，也仍然是冰天雪地。
如果在“极昼”期间到南极或北极旅游，那么，就可以看到奇特的日出奇观：太阳升上地平线之后，循着螺旋形的轨道缓慢上升，上升到一定位置后，再慢慢落入地平线。太阳始终斜斜地挂在地平线附近。
如果在“极夜”期间去遨游，则可以看到：那里的天空是明亮的，并不像我们想象的那样可怕。在月光和星光的照射下，冰雪显得格外美丽。当月亮半圆时候，一天天升起来，并且终日不落，满月的时候升得最高。苏东坡要是到那儿玩一趟，也就不必发出“明月几时有”的感叹了！
瑰丽的极光
1957年3月2日7时许，在黑龙江省呼玛县的西北方上空出现了几个少见的彩色光点，接着光点放射出不断变化的橙黄色的强烈光线，把整个北方天空照得血红。过一会儿，光带逐渐模糊缓慢地变成艳丽多彩的帷幕状。而后，彩色光线变弱，至8时30分消失。到了10时3分，北方的天空又出现几个光点，放射出几十支光柱和色带，忽隐急视。接着，再次形成美丽的彩色光幕，偶尔还从光幕中射出几支橙黄色的强烈光柱。不久，光幕变弱，光柱消失。
1989年3月13日晚上，从英国的伦敦到中美洲的洪都拉斯，突然夜空中出现一道火红的光幔。它裹着淡绿色的彩边，拖着丝带般的流光，像幽灵般地在天空中飘动飞舞，形成一幅罕见的旖旎的风景画。当时，美国的一些电视台立即中断正常的播放，向人们报道了这一消息。这些美景都是极光的杰作。极光是一个十分美丽的自然景观。
英国著名诗人科尔里奇在他的《老水手之歌》一诗中这样描写极光：天空高处突然充满生气，一百面火旗的光辉照向大地；它们在太空跳跃飞舞，来也匆匆，去也匆匆；淡淡的星光在其中黯然失色。
在地球南北两极附近地区，人们一年可以看到几十次极光。它的形状千姿百态，但以弧形为主；各种颜色都有，但以红、紫、淡绿、蓝紫最为常见。
它有时刚出现就消失得无影无踪；有时却高悬在天空中几个小时。
极光的下方距离地面仅100公里，而它的上方则达1500公里。
极光是怎样形成的呢？
长期以来，人们对极光现象感到费解。爱斯基摩人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬，古希腊人相信那是战神手中所执的盾牌上射出来的光辉。
现在，科学家们已基本上了解了极光形成的道理。瑞典物理学家、诺贝尔奖获得者汉斯，将极光的形成形象地比作电视机的成象过程：太阳强烈活动的时候，从“太阳黑子”区发射出强大的电子流，这些电子流到达地球周围，沿着地磁场聚集。由于地球高空中的气体分子多种多样，这些不同的分子与电粒作用发出了不同颜色的光。譬如氖气分子发红光，氩气分子发蓝光，氧气分子发绿光或白光。这样各种颜色组合起来，在大气层这一“屏幕”上就形成了绮丽的景象。
由于极光的起因源于太阳，而太阳黑子活动时强时弱，周期约11年，极光的出现次数和强度也就是呈周期性变化。在太阳黑子最多的那一年，极光出现次数最多，强度最大。
在太阳黑子活动剧烈的年份，如果你用心观察，也许可以看见极光这一自然奇观！
水中的两个月亮
大自然神奇造化，勤劳智慧的我国古代工匠，更是巧夺天工。
不信，你就到避暑山庄走走。当明月高悬的时候，你到文津阁的临水栏杆前观望，下面的水池中有两轮明月的倒影。只不过一个是上弦月，一个却是满月。
就是白天，天上艳阳如火，而水中却是繁星点点，又有一轮上弦月。
这。。是神仙搞的吗？
我们当然不会相信有神仙，可这些景象是怎么回事呢？
原来，这是自然科学在园林建筑上的巧妙运用。古代的工匠们，运用光学入射角和反射角相等的原理，在假山洞里利用石块的几何形状，砌成一个下弦月形的石孔，当平行的光束从石孔穿过时，入射线经平滑水面反射到游人的眼里，就变成了上弦月影。加上石孔较深，石块凹凸不平，对光线左右遮挡，因此，月形影便银光闪闪。至于那些星星，则是由于阳光照射在微波粼粼的水面上，加上神奇的月影使人眼花缭乱，误以为是繁星点点了。
峨嵋宝光
峨嵋山是我国四大名山之一，登上金顶，放眼远眺，美景尽收眼底。而最令游人惊叹的，还是那峨嵋奇观——“佛光”。“佛光”又称“峨嵋宝光”、“金顶祥光”。
通常佛光在上午10点或下午3点多钟出现。开始时，是山腰间云雾缭绕。
不久，晴空如洗，一轮红日点缀在蓝色天际，山下白云密布，越来越浓。顷刻，一个光环浮现于云海之上，光环五彩斑斓，明亮如镜。游者的身影被笼罩在光环之中，随人移动。多少年来，人们都以被“佛光”笼罩而自豪，特别是那些忠实的佛门弟子。
然而，佛光究竟是怎么一回事呢？
实际上，“佛光”只是一种大气现象，由于当地雨水充沛，空气潮湿，云雾弥漫。金顶比较高，烟云在半山腰缭绕，阳光透过层层云雾中的小水滴。
由于小水滴的“透镜”作用，太阳的实象跑到后面的云层中去了，这个实象也能发光。当它从云雾后面射出光线，通过云雾中小水滴之间的间隙时，便发生绕射，这样就在云层上产生了彩色光环。因为旅游者背对太阳，照射角度又小，在特定的角度上，他的身影就被射在光环之中。随着太阳西沉，光环还会越来越大呢？金顶每年出现佛光80次左右，冬季最多。
海市蜃楼
1990年8月18日，有人从青海格尔木去甘肃敦煌途中，在大沙漠中两次目睹了“沙”市蜃楼：一次在上午10时14分，无垠荒漠的尽头突然出现一片水泽，并从水泽中叠化出一座座白色的楼宇，这些楼宇错落有致，时隐时现。。；另一次在下午5时5分，在前方出现一个蔚蓝的湖泊，湖畔有一片金黄色的麦田。
1991年8月3日下午6时20分，安徽巢湖市巢湖湖面上突然出现了人们往日看不见的姥山岛。6时30分，姥山岛像一艘大船缓慢向岸边靠近，图像越来越清晰。又过了10分钟，姥山岛旁边出现了两条大船。6时51分，姥山岛又缓缓地向湖中移去。6时57分，姥山岛缩成一块小黑团，停留在湖天交界处。这一“湖”市蜃楼持续了40分钟左右。
1992年7月3日上午9时，在安徽滁县琅琊山会峰阁的东南至西南方向，出现了一次“山”市蜃楼：远处有层次分明的崇山峻岭和浩淼的云海，在蓝天映衬下十分壮观。这一景象持续了一个多小时。
1993年9月的一天下午6时5分，在山东长岛县大钦岛的海面上，晚霞映照，一团巨大的雾团逐渐映现出一座岛屿，并慢慢形成一幅画面：山峦叠嶂，树木丛生，烟囱矗立，山路蜿蜒。。6时40分，随着光线的减弱，画面逐渐模糊。
在沙漠、湖泊、山岭、海域都可能出现海市蜃楼。其中山东海域的“蓬莱仙境”，早就为人们所知，闻名遐迩。著名诗人苏东坡曾写了一首名为《海市》的诗。他在诗中写道：“东方海市空复空，群仙出没空明中。荡摇浮世生万象，岂有贝阙藏珠宫。”在沈括的名著《梦溪笔谈》中就有这样的记载：“登州海中，时有云气，如宫室、台观、城堞、人物、车马、冠盖，历历可见，谓之‘海市’。”
海市蜃楼到底是怎么回事呢？
古代传说，“蜃”是蛟龙中的一种，它会吐出一股股的气，仿佛一幢幢楼台亭阁；“海市”则是神仙的住所，存在于若有若无的天边。古人不了解海市蜃楼产生的原因，就给它起了这么个名字。
其实，海市蜃楼是一种自然现象，气象学上称为蜃景。它是太阳和空气耍的把戏。
譬如，在海的地平线以下有一座亭，在正常情况下是看不见的。但是，在夏季，白天海水温度较低，特别是有冷水流经过的海面，水温更低，下层空气受水温影响，比上层空气更冷，出现了下冷上暖的反常现象（正常情况下下暖上冷）。这就造成上层空气密度较小，而下层空气密度较大。当这一密度差别相当大的时候，来自船舶的光线就由下层密度大的气层进入密度小的气层（发生了折射），而上层密度小的空气层就好像一面镜子，使亭的样子，经过弯曲的路线，投进了人们的眼中，人们也就看到了本来看不到的亭。
这就出现了蜃景。
由此可见，海市蜃楼并不是没有来源的、无中生有的，它只不过是远方的物体的形象幻影。
顺便说说，在日本，有一家公司设想，根据蜃景产生的原理，建造一座能随叫随现的人造海市蜃楼。这种蜃景画面可由人设计，映现时间可由人控制，且景观更清晰、更逼真。果真实现的话，这也算是人类了解自然、战胜自然的一个成就。
神秘的圣爱摩光
在国外，有一座叫圣爱摩的教堂，在雷雨之后，人们常常看见教堂的十字架上仿佛燃烧着一团火。这种火呈红色，火舌时而伸长时而缩短。人们叫它圣爱摩光。
这种圣爱摩