這一奇觀的原理的背后,與乾清宮的建筑布局、冬至前后太陽(yáng)高度角、金磚地面的反射、太陽(yáng)東升西落的規(guī)律、屋檐出挑做法等多個(gè)因素密切相關(guān)。
北京位于北回歸線以北,太陽(yáng)照射角在冬至日這天為27度,乾清宮坐北朝南,且屋檐起翹的斜度一在26度至30度之間,這個(gè)角度約等于冬至日正午時(shí)分的太陽(yáng)高度角,可使陽(yáng)光近似與屋檐“平行”的方向照射到乾清宮深處。
此外,再加上乾清宮殿內(nèi)采用的是金磚地面,表面如鏡般光亮,因而產(chǎn)生鏡面反射,讓反射后的光束集中匯聚。所以,這就解釋了冬至日前后的故宮乾清宮正午時(shí)分為何會(huì)開(kāi)啟金光濾鏡模式了。