金光穿洞，是指在每年冬至日的傍晚时分，当夕阳穿过颐和园十七孔桥，金黄色的余晖将十七个孔洞全部穿透照亮，呈现出的景观。

位于北京颐和园的十七孔桥，是建造于清乾隆年间的一座石桥。桥全长150米，宽8米，包含17个拱形桥洞。在每年冬至日的傍晚时分，当夕阳穿过颐和园十七孔桥，金黄色的余晖将十七个孔洞全部穿透照亮，呈现出的景观俗称“金光穿洞”。站在桥的西北侧，可以看到金色的落日余晖逐渐“穿过”桥洞，犹如在桥洞内点满明灯，仿佛打开了时空穿越之门。冬至日日落时“金光穿洞”可持续约2小时15分钟左右，“结束点”至日落期间光线都不能穿过最小拱洞。非冬至日“金光穿洞”的持续时间逐一减少，冬至日前后约一个月的时间即可观察到全部拱洞的“金光穿洞”现象但持续时间较短。夏至日日出时也会出现部分“金光穿洞”现象，但桥两侧的小拱洞壁面不能被全部照亮，非夏至日桥中部大拱洞形成“金光穿洞”数目逐步减少，且“穿洞”持续时间较短。

皇家园林颐和园中的十七孔桥，始建于清乾隆十五年（1750），横跨于廓如亭和南湖岛之间，是通往南湖岛的唯一桥梁。从高空看，十七孔桥像一只长长的龟颈，昆明湖形似寿桃，万寿山像一只蝙蝠，这样的设计在园林中体现了福禄寿的含义。十七孔桥桥面宽8米，桥高7米，长150米，整座桥给人以一种雄伟恢宏之感。桥正中的大孔，从桥两端数来都正好是“9”，而“9”被称为极阳数，是过去封建帝王最喜欢的吉利数字，所以将桥建成十七孔。由于桥孔大小不一，所以桥面有一定的坡度，像一张弓。

据中国第一历史档案馆藏清宫《起居注》《奏案档》记载：乾隆帝到过清漪园132次，写过1523首咏园林风景的诗文。而《乾隆皇帝咏万寿山风景诗》收录光绪五年（1879）清廷刻印的《高宗纯皇帝御制诗集》中辑录咏及清漪园诗1127题1512首，均没有以“十七孔桥”为题的诗篇，也没有提及过“金光穿洞”奇观。

金光穿洞奇观，早年还没有人关注过，连记录颐和园历史的《颐和园志》《颐和园导览》等书籍也未提及，是后来因“摄影热”而被拍友们偶然发现的，并引爆京城摄影圈，进而成为了每年冬至颐和园最壮丽的景观。

十七孔桥的“金光穿洞”景观，与太阳高度角、太阳方位角、太阳光散射、桥体本身的建造艺术等因素密切相关。

傍晚时分的太阳高度角，为“金光穿洞”提供了适宜的光线高度。所谓太阳高度角，即太阳光入射方向和目标地平面的夹角。研究表明，目标位置的太阳高度角与其所处的纬度、日期、时间等因素密切相关。在一年中，冬至日的太阳高度角最小。在冬至日，太阳高度角随着太阳的东升西落，呈现由小到大再到小的变化过程。在不同时间段，十七孔桥处的太阳高度角近似值分别为：上午8时，4度；中午12时，27度，太阳高度角达到一天的最大值；傍晚16时，8度，阳光略高于湖水面，之后继续减小，直至阳光落到地平面以下。不难发现，在傍晚时分，正是太阳西落之时，太阳高度角很小，阳光照射方向几乎与湖面平行，有利于光线直接照射到桥洞内壁上，进而产生“金光穿洞”的效果。

如果将地球作为固定不动的参考坐标系，日落的方位随着季节是在不断变化的，冬天的日落方位在西偏南，冬至是太阳南行的极致，这天太阳光直射南回归线，太阳光对北半球最为倾斜，光线角度最小，位置最靠南。傍晚时分的太阳方位角，为“金光穿洞”提供了适宜的照射角度。所谓太阳方位角，即太阳照射方位在地面投影的角度。该角度以目标位置的正北方为起始方向，以太阳的入射方向为终止方向，按照顺时针方向逐渐增大。研究表明，目标位置的太阳方位角亦与其所处的纬度、日期、时间等因素密切相关。十七孔桥所处纬度约为北纬40度，在冬至日的不同时间段，太阳方位角近似值分别为：上午8时，125度，太阳位于桥的东南侧；中午12时，177度，太阳位于桥的南侧；傍晚16时，即“金光穿洞”发生时刻，231度，太阳位于桥的西南侧。且从早到晚，太阳光线与桥的夹角，呈现由小变大再变小的特点。

由于十七孔桥并非为完全东西向，而是东端略偏南、西端略偏北，这使得傍晚的阳光并非完全穿过桥洞，部分光线照射到了每个桥洞的东侧内壁上。在该时段，观众站在桥的西北侧，一方面由于桥的阻挡，避免了阳光直射眼睛；另一方面观众视线朝东南方向，可以看到桥洞东侧内壁的金光。随着太阳继续向西相对运动，太阳方位角进一步增大，使得光线与桥体夹角进一步减小。相应的，照射到桥洞东侧内壁的阳光量逐渐减小，进而形成阳光“穿”洞的视觉效果。

太阳光在空气中的散射作用，为“金光穿洞”提供了适宜的色彩来源。太阳光需要穿过大气层才能到达地面。期间，大气层对阳光具有散射作用。即在大气中的气体分子、悬浮微粒作用下，太阳光不能直线前进，而是四面八方分散射开，产生散射现象。太阳光为复色光，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等7种单色光组成，其频率依次增大、波长依次减小。研究表明，波长越短的光，越容易散射；大气层厚度越大，光线越容易散射。由上可知，傍晚的温度比白天低，大气层比白天更厚，阳光穿过厚厚的大气层到达地球表面时，产生了非常明显的散射。

对于不同的单色光而言，青、蓝、紫等波长较短的光在大气中产生了散射，仅有红、橙、黄等波长较长的光达照射到桥体。快到日落时，上述照射到拱桥的单色光，其混合色呈现金黄色，使得桥体产生“金光穿洞”效果。而随着温度的降低，阳光所需穿透的大气层厚度增加，橙、黄等单色光亦产生散射。到日落时分，照射到石拱桥的阳光则以红色光为主，使得桥洞呈现红色效果。

十七孔桥的建造艺术，为“金光穿洞”提供了光线载体。从立面看，石拱桥由桥面、拱圈、桥墩等部分组成。其中，桥面为抛物线形，犹如湖面上的一道曲线，呈现长虹卧波的视觉效果。十七个拱圈呈对称分布，洞口尺寸由中间向两边称逐渐减小，产生韵律感。各拱圈通过石块的堆叠，产生侧向挤压力，不仅有力地支撑桥面传来的重量，并将该重量传递给桥墩，而且圆弧状的拱洞，凸显拱圈的曲线之美。方形桥墩与弧形拱圈形成力与美的融合。不仅如此，桥体为实，桥洞为虚，金色的光芒穿过桥洞，照射在内壁上，增添了桥体如梦如幻的意境，凸显出十七孔桥的建筑之美。此外，十七孔桥呈东西走向，在冬至前后下午最低点照射时，太阳位于东北或西南方位，因此阳光刚好照射到桥洞，形成奇观。

通过对冬至日的“金光穿洞”时间进行分析。日落过程中当光线开始穿过最小拱洞时光线对其他大拱洞也都能穿过，此时“金光穿洞”开始；当光线不能从最小拱洞穿过时，“金光穿洞”结束（尽管此后其他大拱洞仍有光线穿过）。“起始点”的光线特点是：最小拱洞东侧壁面上光线与水面形成锐角且光线与拱洞东北棱角与水面的交点相交。“结束点”的光线特点是：光线完全收入最小拱洞，且光线与最小拱洞东北棱角基本平行（拱顶附近除外）。由于最小拱洞的宽度限制，自“结束点”至完全日落之间光线都不能穿过最小拱洞，且随着日期距离冬至日越远，不能穿过的小拱洞数目越多，直至所有拱洞都不能被光线穿过，即在非冬至日上述“穿洞”持续时间将逐一缩短（起始点时间延后、结束点时间提前）。实际上在冬至日前后约1个月的时间内即可观察到全部桥洞的“金光穿洞”现象，只是这时“穿洞”的持续时间比冬至日相对较短。

除上述时间段，按照理论，张华等还推算出，金光穿洞不仅可以在冬至日前后一个月都能看到，也可以在夏至日出的时间在东南方向看到，只不过那个时间日出太早（4点30分）公园并不对游人开放，一般人不容易看到。类似于冬至日落“结束点”的情况，夏至日日出时光线也不能完全穿过最小拱洞（西侧壁面上光线与桥西南棱角基本平行，拱顶附近除外），由于夏至太阳运行轨迹的高度角较大，日出后光线始终都不会穿过最小拱洞，只有中部的较大拱洞可以穿过光线，因此无法用最小拱洞光线特征给出穿洞的时间“起始点”。随着距离夏至日越远，光线不能穿过的小拱洞数越多、能够穿过的大拱洞数越少，例如距离夏至日约二周时间能够体现完全“穿洞”效果的只剩中间9个较大的拱洞。即使是在夏至日日出，中间大拱洞出现光线穿洞的持续时间也仅约为1小时20分钟左右，远小于冬至日日落时情况。因此夏至日日出的“金光穿洞”是不太完美的。

观看金光穿洞可选晴朗或者晴朗少云，同时伴随3级左右小北风的天气。天空中飘荡的少量云彩、桥洞下结冰有反光效果的湖面都会增加景致效果。

观看金光穿洞的最佳时间是冬至节气（公历12月21日-12月23日交节）前后下午4点钟左右。

观赏拍摄最佳位置是十七孔桥旁边的南湖岛。从新建宫门进园到拍摄位置的距离最近。此外，还有许多角度可以欣赏十七孔桥金光穿洞景观，如果带上长焦相机站在万寿山上，也可以居高临下拍摄金光穿洞。这个位置不但可以清晰地拍摄到夕阳照射到17个孔洞的景色，还可以拍出整个园林以及京城风光。

冬至前后北京天气寒冷，湖边寒气更浓，长时间守候拍摄要特别注意防寒防冻和防风，可戴好手套、帽子，穿保暖的鞋。受场地限制，集中拍摄人员较多，如果不能提前占到好机位，自拍杆可以助一臂之力。人群拥挤时，须注意拍摄安全，防止踩踏或落水。

有研究者认为，在修建十七孔桥时，当时的建设者已经掌握并利用了气象、天文与地理知识，故将长桥呈东西走向，在冬至前后下午最低点照射时，太阳位于东北或西南方位，阳光会贯穿整个桥洞，以营造“金光穿洞”奇观，所以这是造园设计者的神来之笔。

一位颐和园工作人员认为“金光穿洞”是个巧合。没有任何一本历史资料提及过。这其中并没有地理、天文学的原理，而是较为常见的一种景观，因为冬至前后，太阳高度角到了最小的时候，它的光线呈现一种斜长的光影，能照到平时照不到的区域，于是，才形成了十七孔桥的“金光穿洞”奇观。

金光穿洞就是大自然与人工建筑完美结合所呈现出的美丽景象。（颐和园党委副书记秦雷 评）

当太阳在冬至前后下午最低点照射时，阳光会贯穿整个桥洞，呈现“红光穿洞”的自然奇观，这也是造园设计者的神来之笔。（北京青年报 评）

黄昏时分，北京颐和园昆明湖湖面如镜，落日余晖照射在十七孔桥所有桥洞的侧壁上，形成“金光穿洞”美景，宛如十七盏明灯升起于湖面之上。（新华社 评）

冬至刚过，“金光穿洞”奇观在济南华山崇正桥再现。景区管理人员说，当夕阳光线映射角度及湖面反射效果到了最佳时期，才会出现这一景观。

2022年2月7日，云南省红河州建水县双龙桥（也称十七孔桥）再现“金光穿洞”景观。清晨，泸江河水面泛起如雾般的水气，当阳光穿越双龙桥的十七孔桥洞时，光线入桥孔后直泻到水面上，形成17道明亮的金光。

钟毓桥位于玄武湖东南侧十里长堤入口不远处，日落时分，随着日落西斜，金色的光线穿透钟毓桥桥洞，桥身被染上了一层耀眼的金色。每天傍晚5点至6点，可在钟毓桥看到金光穿洞的景象，时间可持续一个小时。