冬至（12月21日）快要到了，我们即将迎来北半球白昼最短、黑夜最长的一天。而这一天，北京的三处古建筑会迎来一年一度的“光影魔术”：乾清宫的“正大光明”被点亮，天坛皇穹宇的“神版光照”，颐和园十七孔桥的“金光穿洞”。这些并非巧合，而是古人智慧与气象、天文的完美合奏。

每年冬至日正午，阳光会穿过乾清宫大门，经金砖地面反射，不偏不倚照亮“正大光明”匾额及其下方的五条金龙。

“正大光明”匾额为何冬至亮起？

科学解码：

1. 建筑坐北朝南——北京位于北回归线以北，阳光终年偏南照射，南立面采光最佳。

2. 黄赤交角23°26′——冬至日北京正午太阳高度角全年最小，光线能以低角度射入殿内。

3. 金砖镜面反射——苏州特制金砖经过“使灰钻油”工艺，表面如镜，将阳光精准反射至匾额。

故宫的金砖 图片来源：故宫宣教

4. 出檐设计控光——屋檐出挑长度约柱高三分之一，冬天纳入更多光线，夏天则遮阳避暑。

古人通过建筑布局、材料选择与天文测算，让“正大光明”在至暗时刻亮起，寓意“阳极生阴，光明永驻”。

天坛皇穹宇

冬至正午，一束光穿过皇穹宇门窗，如聚光灯般照在大殿最深处的“皇天上帝”上，形成“光照神牌”奇观。

冬至的光照亮天坛祈年殿“皇天上帝” 图片来源：天坛公众号

一束光，如何找到“皇天上帝”？

科学解码：

1. 黄赤交角23°26′——冬至日北京正午太阳高度角全年最小，光线能以低角度射入殿内。

天坛祈年殿外观 图片来源：天坛公众号

2. 坐北朝南+深远出檐——夏至光线被檐遮挡，冬至则长驱直入。

天坛屋檐 图片来源：天坛公众号

3. 青石镜面反射——地面青石经打磨润泡，光滑如镜，光线按入射角等于反射角的规律，精准聚焦神版。

阳光照射地面效果  图片来源：故宫宣教

这不仅是光学现象，更是“天人感应”的仪式表达——冬至祭天时，光至如神临。

颐和园十七孔桥

冬至前后黄昏，落日余晖穿过十七孔桥桥洞，形成一串金色光环，被称为“金光穿洞”。

颐和园金光穿洞奇观 摄影：马超

金光为何只在冬至前后穿洞？

科学解码：

1. 太阳高度角与方位角匹配——黄昏时太阳高度角小，方位角约231°，光线几乎与湖面平行，正对桥洞。

十七孔桥南侧太阳的角度 摄影：杨阳

2. 桥体非正东西向——东侧偏南、西侧偏北的设计，使光线斜射入桥洞东南角，形成“穿洞”视觉效果。

桥体整体呈现西北至东南走向 摄影：马超

3. 大气散射造就金红色——傍晚阳光穿过更厚的大气层，蓝紫光被散射，红黄光直达桥体，呈现金黄至红渐变。

夏季大气散射带来的金红色晚霞 摄影：马超

桥体与光影的对话，是建筑几何、天体运行与大气物理的三重交响。

金光穿洞局部 摄影：马超

这些“冬至奇观”共同揭示了一个规律：太阳高度角与方位角的季节变化，是自然光影的“导演”。古人通过观测天文、巧设建筑，将时间、空间与光影凝固成一场年复一年的仪式。

冬至虽是一年中最短的白昼，却因这些光影奇迹，成为北京城最“明亮”的日子。这个冬至，如果你在北京，不妨去邂逅这些限定光影，感受千年智慧在光线中苏醒的瞬间。

气象小Tips：想精准捕捉这份浪漫？记得锁定天气预报！冬至及前后1至2 天，天气晴朗，光影的清晰度和氛围感直接拉满，随手拍都是壁纸级大片～

（作者：马超 张琳皓 责任编辑：曹锐怡）