每年冬季至日前后,北京颐和园的十七孔桥都会上演“金光穿洞”的奇观。湖水、晚霞、蓝天和灯火通明的石桥相映成趣,风景如画。
据了解,十七孔桥又称长桥,位于北京市海淀区宫门路19号颐和园内。建于清乾隆十五年(1750年),是连接东堤和南湖岛的石桥,也是中国皇家园林现存最长的桥。
十七孔桥为连拱石桥,东西长150米,桥面下宽14.6米,桥面上宽6.56米,高7米。它位于东堤和南湖岛之间。桥身由十七个出票孔组成,中间最大的两个孔边逐渐缩小。
“金光穿洞”是每年冬季至日前后,十七孔桥的桥洞被夕阳照亮的景象。
傍晚太阳的高度角为“金光穿洞”提供了适宜的光照高度。所谓太阳高度角,就是太阳光的入射方向与目标地平面之间的夹角。
研究表明,目标位置的太阳高度角与其纬度、日期和时间密切相关。一年中,冬季至日上的太阳高度角最小。在冬季的至日,随着太阳在西方升起和落下,太阳高度角由小变大,然后又变小。
在不同时间段,十七孔桥的太阳高度角的近似值为:上午8点,4度;中午12点27度,太阳高度角达到一天的最大值;下午16: 00和8: 00,日照略高于湖面,之后继续降低,直至降至地平面以下。
傍晚太阳西沉时,太阳的高度角很小,阳光的方向几乎与湖面平行,有利于光线直射桥洞内壁,从而产生“金光穿洞”的效果。