Das Polarlicht kommt durch den Sonnenwind zu Stande, den Strom geladener Teilchen aus der Sonne (F4). Er besteht überwiegend aus Elektronen und Protonen. Auch auf ein einzelnes geladenes Teilchen wirkt die Lorentz-Kraft. Die Stromstärke ist definiert durch $I = \frac{Q}{t}$. Weil weiters $v = s/t$ gilt ergibt sich
$F_L=I\cdot s \cdot B = \frac{Q}{t}\cdot s \cdot B = Q\cdot v\cdot B$
($F_L$ entspricht dabei dem Kreuzprodukt von $v$ und $B$). Daher werden einzelne geladene Teilchen vom Erdmagnetfeld auf spiralförmige Bahnen gezwungen und pendeln zwischen den Polen hin und her. Ihren Aufenthaltsbereich nennt man den Van-Allen-Gürtel. Bei starkem Sonnenwind können Teilchen mit besonders hoher Energie in die Atmosphäre eindringen und diese zum Leuchten bringen, ähnlich wie in einer Leuchtstoffröhre. Auf Grund des Feldlinienverlaufs ist der Atmosphäreneintritt nur in der Umgebung der Pole möglich.
| Der Van-Allen-Gürtel besteht aus einem inneren und einem äußeren Teil. |
| Die Feldlinien laufen an den Polen zusammen. Weil die Lorentz-Kraft normal zur lokalen Feldlinie steht, entsteht dadurch eine rücktreibende Komponente, die zur Reflexion der Teilchen führt. |
| Der Südpol vom All aus gesehen. |