Sjene nastaju kad svjetlost obasja objekt. Iako je ovo jednostavan koncept, volumen sjene iza predmeta može otkriti zapanjujuće pojave. Primjerice, pomrčina Mjeseca događa se samo kad je mjesec pun i kada prolazi kroz dio Zemljine sjene. Fizičari volumen sjene opisuju u terminima umbra i penumbra.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Umbra je najtamniji dio sjene, dok je penumbra svjetliji dio na rubovima.
Korijen podrijetla
Umbra i penumbra su latinski. Izraz "umbra" znači sjena. "Olovka" u penumbri potječe od latinskog "pendere", što znači vješati. Penumbra "visi" na umbri; penumbra je svjetlije sjenčanje koje nastaje kad izvor svjetlosti obasja objekt.
Umbra
U fizici, umbra se odnosi na najtamniji dio sjene. Ako usmjeravate izvor svjetlosti izravno na objekt, najcrnji dio sjene neposredno iza objekta je umbra sjene. U astronomiji, ako sunce sija izravno na zapadnu Zemljinu polutku, istočnu Zemlju okupan je tamom, a predmeti iza zemlje (poput mjeseca ili drugih planeta) nalaze se u zemlji umbra.
Penumbra
Penumbra se odnosi na svjetlije sjenčanje koje visi na rubu umbre. Penumbra nije prava sjena. Baza znanja o dizajnu i simulaciji osvjetljenja opisuje penumbru kao gradijent: Sjenčanje se postupno smanjuje od sjene do svjetlosti dok se penumbra proteže od umbre.
Primjena: Mjesečeva pomrčina
Pomrčina Mjeseca događa se kada mjesec prolazi kroz zemljinu sjenu. Postoje tri vrste pomrčina Mjeseca. Penumralna pomrčina Mjeseca događa se kada mjesec prolazi kroz zemljinu penumbru. Prema MrEclipse.com, pomrčine penumrala teško je promatrati. Druge dvije vrste pomrčina su djelomične i potpune. I jedno i drugo se događa kada mjesec prolazi kroz Zemljinu umbru.
Formiranje Umbre i Penumbre
Kod kuće možete eksperimentirati s umbrama i penumbrama. Pronađite prazan zid i postavite izvor svjetlosti na 10 do 10 stopa od njega. Uključite svjetlo i stanite između izvora svjetlosti i zida. Zabilježite svoju sjenu na zidu. Kako se približavate zidu, najtamniji dio sjene - umbra - potamni, a djelomična sjena - umbra počinje potpunije blijediti u umbru. Kako se odmičete od zida, vaša sjena raste, a umbra postupno ustupa mjesto penumbri.