Słup światła

Schemat powstawania słupów światła

Ponieważ powstają w wyniku interakcji światła z kryształami lodu, słupy światła należą do rodziny halo. Kryształy odpowiedzialne za powstawanie słupów świetlnych składają się zazwyczaj z płaskich, sześciokątnych płytek, które mają tendencję do orientowania się mniej więcej poziomo podczas opadania w powietrzu. Każdy płatek działa jak małe lusterko, które odbija odpowiednio ustawione pod nim źródła światła (patrz rysunek), a obecność płatków na różnych wysokościach powoduje wydłużenie odbicia w pionie w kolumnę. Im większe i liczniejsze są kryształy, tym wyraźniejszy staje się ten efekt. (Rzadziej, kryształy w kształcie kolumny mogą również powodować słupy świetlne. W bardzo zimnej pogodzie, kryształy lodu mogą być zawieszone blisko ziemi, w tym przypadku są one określane jako pył diamentowy).

W przeciwieństwie do wiązki światła, słup światła nie jest fizycznie zlokalizowany powyżej lub poniżej źródła światła. Jego wygląd jako pionowej linii jest złudzeniem optycznym, wynikającym ze zbiorowego odbicia od kryształów lodu; ale tylko te, które znajdują się we wspólnej pionowej płaszczyźnie, kierują promienie świetlne w stronę obserwatora (patrz rysunek). Jest to podobne do oglądania źródła światła na tafli wody. Fale na powierzchni wody odbijają źródło światła w wielu kierunkach, a te, które są skierowane w stronę obserwatora, tworzą jasną linię skierowaną w stronę źródła światła.