冬至时，北京有三处与太阳照亮相关的奇观，分别是故宫太和殿和乾清宫的“金光扫匾”“点亮金匾”，以及颐和园十七孔桥的“金光穿洞”。具体如下：

太和殿“金光扫匾”：冬至日午时前，阳光会经由太和殿内陆面的金砖反射到牌匾上，从左至右扫过，全程约30分钟。 

乾清宫“点亮金匾” ：每年冬至日正午11：20-12：00，太阳光照射到乾清宫地面的金砖后反射到“正大光明”匾上，阳光由西向东将“正大光明”匾和下面的五条金龙依次照亮。 

十七孔桥“金光穿洞” ：冬至前后的傍晚约16：10开始，持续约30分钟，落日余晖会穿过十七孔桥的桥洞，形成一串金色光环。

颐和园十七孔桥“金光穿洞”，是特定天文条件、光线散射作用 以及桥体独特建造布局三者共同作用的自然与人工结合的奇观，仅在冬至前后晴朗傍晚出现，具体形成原因如下 ：

1. 天文角度适配：光线角度精准契合桥体

冬至前后太阳直射南回归线，地处北纬40度的十七孔桥，此时太阳高度角达到全年最小，傍晚时分阳光照射方向几乎与昆明湖湖面平行，能顺利直射桥洞内壁。且当日傍晚16时左右，太阳方位角约为231度，处于桥的西南侧，再加上十七孔桥东端略偏南、西端略偏北的走向，刚好能让阳光洒在每个桥洞的东侧内壁，搭配昆明湖大面积水域的光线反射，17个桥洞都能被均匀照亮，慢慢形成“穿洞”的视觉效果。

2. 光线散射作用：造就金色光影质感

傍晚的大气层比白天更厚，太阳光穿过厚大气层时会发生明显散射。太阳光里青、蓝、紫等短波光线会被大量散射，仅剩红、橙、黄等长波光线可以抵达桥体，多种光线混合呈现出耀眼的金黄色，也就让桥洞被“金光”填满。而随着夕阳逐渐落下，阳光穿透的大气层更厚，最后照射到桥体的会以红光为主，还会出现“红光穿洞”的后续景致。

3. 桥体建造加持：成为优质光影载体

十七孔桥的17个拱圈呈对称分布，洞口尺寸从中间向两边逐步减小，有着极强的韵律感，圆弧状拱洞能更好地承接和反射光线。且桥身恢宏，桥面为优美抛物线形，长虹卧波般横跨昆明湖，虚实结合的桥体与金光搭配，让这一奇观的视觉冲击感更强烈，呈现效果也更为震撼。

乾清宫“冬至点亮金匾”奇观的形成，核心是建筑朝向、匾额位置与冬至日太阳运行轨迹的精准匹配，再结合建筑内部的空间反射设计，具体原因如下：

1. 建筑朝向与太阳角度适配：乾清宫坐北朝南，冬至日太阳直射南回归线，北京地区的太阳高度角全年最低，且正午时分太阳方位恰好处于建筑正南方向（略偏西），阳光能以低角度直射进乾清宫大殿内部。

2. 金砖地面的反射作用：乾清宫地面铺设的金砖材质平整、反光性好，正午阳光先照射到金砖地面后发生反射，反射光的角度刚好能投射到北墙的“正大光明”匾额及下方金龙图案上，而非直接照射匾额。

3. 建筑尺度的精准设计：乾清宫大殿进深、面宽与匾额悬挂高度经过精心规划，冬至日的太阳入射角度、地面反射角度与匾额位置形成几何上的精准对应，使得反射光能从西向东依次照亮匾额文字与金龙，形成“点亮”的视觉效果，且这一角度仅在冬至前后数天内出现，其他时间无法达成。

简单来说，这是古代工匠结合天文历法与建筑营造技术的巧妙设计，让建筑与自然天象形成了精准呼应。