Valon kulku jääkiteessä

Jos halutaan selvittää täsmällisesti, miten jääkide vaikuttaa valon kulkuun, täytyisi turvautua sirontateoriaan. Se johtaa kuitenkin hyvin vaikeisiin laskuihin. Koska kiteiden kaikki särmät ovat paljon valon aallonpituutta pitempia, riittävän hyvä likimääräinen kuvaus valon kululle saadaan paljon yksinkertaisemman geometrisen optiikan avulla.

Yksittäisen säteen kulkua kiteessä voidaan seurata geometrisen optiikan keinoin. Kuvassa valonsäde (A) tulee vasemmalta kuusikulmaiseen laattakiteeseen. Osuessaan kiteen pintaan säde jakautuu heijastuneeseen (B) ja taittuneeseen osaan. Kun taittunut osa kohtaa seuraavan kiteen pinnan, osa taittuu ulos (C) ja osa heijastuu takaisin kiteeseen. Heijastunut säde osuu taas kiteen pintaan, ja osa taittuu ulos (D). Jäljitys voidaan lopettaa muutaman heijastumisen jälkeen, kun suurin osa valonsäteen energiasta on jo poistunut kiteestä.

Jäljittämällä useita säteitä, jotka osuvat kiteen eri kohtiin, saadaan selville kiteen aiheuttama valon sironta. Säteitä on jäljitettävä kiteen ollessa erilaisissa asennoissa. Mitä useampia säteitä lasketaan, sitä tarkempi kuva saadaan kiteen aiheuttamista haloista. Kiteen taitekerroin riippuu valon aallonpituudesta, joten eri väriset säteet taittuvat hieman eri tavoin. Toistamalla sama lasku taitekertoimen eri arvoilla nähdään kiteen vaikutus eri väreihin.

Tällaisilla simuloinneilla voidaan tutkia, millaisia ilmiöitä tietty kidemuoto aiheuttaa. Pelkästään geometrista optiikkaa käyttävä simulointiohjelma on melko yksinkertainen. Se ei kuitenkaan anna suoraan vastausta kysymykseen, millaiset kiteet aiheuttavat jonkin tietyn halomuodon. Täytyy vain kokeilla erilaisia kiteitä, kunnes löytyy sellainen, joka tuottaa havaitun ilmiön.