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光柱または氷柱は、光源の上または下、あるいはその両方から垂直な光線が伸びているように見える大気光学現象です。この効果は、大気中に浮遊している、または高高度の雲（巻層雲や巻雲など）を構成する微細な氷の結晶からの光の反射によって生じます。 [ 1 ]光が太陽から来る場合（通常は太陽が地平線付近または地平線より下にある場合）、この現象は太陽柱または太陽光柱と呼ばれます。光柱は、月や、街灯や噴火する火山などの地上の光源によっても発生することがあります。[ 2 ]
光柱は光と氷の結晶の相互作用によって生じるため、ハローの一種に分類されます。光柱の原因となる結晶は通常、平らな六角形の板状で、空気中を落下する際にほぼ水平に配向する傾向があります。それぞれの結晶片は、その下に適切な位置にある光源を反射する鏡として機能し（図を参照）、さまざまな高度に結晶片が存在することで、反射光が垂直方向に伸びて柱状になります。結晶が大きく数が多いほど、この効果は顕著になります。まれに、柱状の結晶が光柱を引き起こすこともあります。[ 3 ]非常に寒い天候では、氷の結晶が地面近くに浮遊することがあり、その場合はダイヤモンドダストと呼ばれます。[ 4 ]
光線とは異なり、光柱は光源の真上または真下に物理的に位置しているわけではありません。垂直線に見えるのは錯覚であり、氷の結晶による集合的な反射の結果です。ただし、共通の垂直面にある結晶のみが光線を観察者の方向に向けます（図を参照）。これは、水面に光源があるのを見るのと似ています。水面のさざ波は光源をさまざまな方向に反射し、たまたま観察者の方向を向いている波が合わさって、光源に向かって明るい線を形成します。[ 5 ]