Skygger dannes, når lys skinner på et objekt. Selvom dette er et simpelt koncept, kan skyggevolumenet bag objektet afsløre overraskende fænomener. For eksempel opstår en måneformørkelse kun når månen er fuld, og når den passerer gennem en del af jordens skygge. Fysikere beskriver skyggevolumen i form af umbra og penumbra.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Umbra er den mørkeste del af skyggen, mens penumbra er den lysere del på kanterne.
Oprindelsesrod
Umbra og penumbra er latin. Udtrykket "umbra" betyder skygge. "Pen" i penumbra stammer fra det latinske "pendere", hvilket betyder at hænge. Penumbraen "hænger" på umbraen; penumbra er den lysere skygge, der opstår, når en lyskilde skinner på en genstand.
Umbra
I fysik henviser umbra til den mørkeste del af skyggen. Hvis du retter en lyskilde direkte mod et objekt, er den sorteste del af skyggen direkte bag objektet skyggenes umbra. I astronomi, hvis solen skinner direkte på den vestlige halvkugle på jorden, den østlige halvkugle er badet i mørke, og genstande bag jorden (såsom månen eller andre planeter) er i jordens umbra.
Penumbra
Penumbra henviser til den lysere skygge, der hænger i udkanten af umbraen. Penumbra er ikke en ægte skygge. Videnbasen om belysningsdesign og simulering beskriver penumbraen som en gradient: Skyggelægningen mindskes gradvist fra skygge til lys, når penumbra strækker sig væk fra umbra.
Anvendelse: Måneformørkelse
En måneformørkelse opstår, når månen passerer gennem jordens skygge. Der er tre typer måneformørkelser. En halvskygge måneformørkelse opstår, når månen passerer gennem jordens penumbra. Ifølge MrEclipse.com er formørkelser i halvskæden vanskelige at observere. De to andre typer formørkelser er delvise og totale formørkelser. Begge opstår, når månen passerer gennem jordens umbra.
Danner en Umbra og Penumbra
Du kan eksperimentere med paraplyer og penumbras derhjemme. Find en tom væg, og placer en lyskilde 6 til 10 meter væk fra den. Tænd lyset, og stå mellem lyskilden og væggen. Vær opmærksom på din skygge på væggen. Når du bevæger dig tættere på væggen, bliver den mørkeste del af skyggen - umbraen - mørkere og den delvise skygge - umbraen begynder at falme mere ind i umbraen. Når du bevæger dig væk fra væggen, vokser din skygge, og umbra viger gradvist for penumbraen.