Полная тень и полутень простыми словами
Полная тень, или умбра, — область, куда прямой свет от источника не попадает совсем. Полутень — соседняя область, где предмет заслонил только часть светящейся поверхности. Там не темно полностью: освещение лишь ослаблено.
Если источник был бы бесконечно маленькой точкой, граница тени получилась бы очень резкой. Настоящая лампа, окно или диск Солнца занимают на небе и в пространстве некоторый видимый размер. Каждый участок такого источника посылает лучи по чуть отличающимся направлениям, поэтому около края тени возникает переход.
Опыт с маленьким источником
Нужны фонарик, картонный круг или мяч, белый экран и полутёмная комната. Закройте фонарик картоном с небольшим отверстием, чтобы светящаяся область стала меньше. Расположите предмет между источником и экраном, затем понаблюдайте за краем тени.
При небольшом светящемся отверстии переход от света к тени обычно будет сравнительно узким. Не добивайтесь полной темноты: комнатный свет может сделать тень серой, но не меняет сам принцип. Сравнивайте ширину переходного края при одинаковом расстоянии между предметом и экраном.
Опыт с большим источником
Теперь уберите картон с отверстием или используйте светлую матовую поверхность лампы большего размера. Не меняя места предмета и экрана, повторите наблюдение. Серый переход по краю тени станет шире, потому что экран одновременно получает свет от видимых частей источника и не получает его от закрытых частей.
Можно провести качественную проверку: выберите точку на экране у края тени. Из этой точки мысленно проведите линии к разным краям лампы. Если предмет закрывает только одну часть лампы, точка находится в полутени. Если закрыта вся лампа, это полная тень.
Связь с затмениями
Во время солнечного затмения Луна отбрасывает в пространстве полную тень и окружающую её полутень. Наблюдатель в полной тени видит полное солнечное затмение, а в полутени — частное: Луна закрывает лишь часть солнечного диска. Вид затмения зависит от того, где именно находится наблюдатель относительно этих областей.
Лунное затмение устроено иначе: Луна проходит через тень Земли. В её полутени солнечный свет закрыт Землёй лишь частично, а в полной тени — полностью по прямому направлению. При наблюдении Солнца нельзя смотреть на него без сертифицированного солнечного фильтра, установленного перед объективом прибора. Обычные затемнённые стёкла, самодельные плёнки, бинокли и телескопы без такой защиты для этого не подходят.
Короткая памятка
- Используется холодный источник света.
- Предмет и экран закреплены.
- Сравнение идёт при одинаковых расстояниях.
- Маленькая и большая светящиеся области проверены отдельно.
- На Солнце без специальной защиты не смотрят.
Источники и дальнейшее чтение
Справочные материалы, использованные при подготовке. Для действий с конкретным прибором сверяйтесь с его инструкцией.