对于氧气，我想大家肯定会毫不犹豫地回答道：无色的！事实果真如此吗？正常条件下，氧气确实是无色气体，但在阿拉斯加、加拿大或者冰岛等地，我们能看见自然发光的氧气——著名的北极光。北极光拥有让人迷醉的绿色，爱斯基摩人认为这幽幽绿光是鬼神引领灵魂进入天堂的火炬。极光的色彩之谜曾让物理学家陷入疯狂——没人知道究竟是什么物质发出这种美丽的绿光。分光镜的分析显示，绝大多数极光的波长为557.7纳米。
但奇怪的是，人们将这一波长与各种气体的发射光谱进行对比，结果发现没有一个能对上。这意味着所有的解释都是不正确的。科学家们不得不无奈地承认，我们对极光的本质根本一无所知！
氧气究竟是如何发出绿光的？氧气是氧原子的主要存在方式。氧原子有8个电子，这些电子在原子核外的远动轨迹并非无迹可寻，事实上它们沿着一些特定的轨道运行。不同轨道上的电子具有不同的能量，这些能量值即为能级。轨道离原子核越近，能级越低。
在正常状态下，氧原子处于最低能级，即电子在离核最近的轨道上运行（此时的状态称为基态）。但当大气顶层的氧原子与来自太阳的高能粒子碰撞时，内层电子能从中获取能量，跃迁至能级更高的轨道。这种状态叫做激发态，是极不稳定的，电子很容易回到近核轨道上，并将获得的能量释放出来。
现在我们知道，物质一般存在3种状态，即气态、液态和固态。那么液氧和固态氧会是什么颜色呢？其实人们最开始并不知道气体可以变成液体和固体。
18世纪末，人们才发现通过降温和加压可以使气体液化。不过到1845年时，英国科学家迈克尔·法拉第已经能利用冰冻的混合物对加压的气体降温，成功地把大多数气体变成液体。看见“大多数”想必您已经明了他其实对有些气体无可奈何，氧气便是其中之一。当时的人们把这样的无法液化的刺儿头称作“永久性气体”，因为他们误以为这些气体只存在气体状态。
那么固体氧是什么颜色呢？
当液氧的温度降低到－218.8℃时，会出现略带蓝色的立方晶体。可这并不是固态氧的唯一存在形式。事实上，固态氧一共有5种形态，并且每种形态的颜色都不相同。这种略带蓝色的立方晶体被称为γ相。如果温度继续降低至-229.3℃，固体氧变成β相：晶体变成菱面体结构；颜色逐渐由淡淡的蓝色变成粉红。温度继续降低至-249.3℃时，固体氧变成单斜晶体结构，其色浅蓝，被称为α相。
如果温度保持为室温，而把压强增至90亿帕后，固体氧变成等轴晶体结构，色橙红，被称为δ相。