Cień i półcień. Zaćmienia
W tej lekcji1/10
Wieczorem przy lampce twój cień na ścianie ma ostre, wyraźne krawędzie. A w pochmurny dzień na dworze cienia prawie nie widać — jest blady i rozmyty. To ta sama fizyka, tylko inne źródło światła!
Skąd w ogóle bierze się cień
W jednorodnym ośrodku światło biegnie prostoliniowo — promienie nie zakręcają, żeby ominąć przeszkodę.
Źródło punktowe daje ostrą krawędź
O tym, jak wygląda krawędź cienia, decyduje wielkość źródła światła.
Źródło rozciągłe dorzuca półcień
Źródło rozciągłe — świetlówka, okno, Słońce, zachmurzone niebo — świeci z wielu punktów naraz. Obok cienia pojawia się wtedy półcień.
Jak powstaje półcień — krok po kroku
- 1
Świetlówka to zbiór wielu punktów świecących Bierzemy źródło rozciągłe, na przykład świetlówkę o długości 30 cm. Traktujemy ją jako zbiór wielu punktów świecących: lewy koniec, środek, prawy koniec i wszystko pomiędzy.
- 2
Za nieprzezroczystą kulką ustawiamy ekran. Sprawdzamy po kolei, co widać z różnych miejsc ekranu — pamiętając, że światło biegnie prostoliniowo.
- 3
Środek ekranu: kulka zasłania CAŁĄ świetlówkę Są punkty ekranu, z których kulka zasłania CAŁĄ świetlówkę — nie dociera tam żadne światło. To cień, obszar najciemniejszy.
- 4
Obwódka: kulka zasłania tylko CZĘŚĆ źródła Wokół nich są punkty, z których kulka zasłania tylko CZĘŚĆ świetlówki — reszta źródła nadal je oświetla. To półcień: pierścień stopniowego przejścia od ciemności do pełnego światła.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
Zamieniasz małą diodę na dużą świetlówkę, stojącą w tej samej odległości od przedmiotu. Co stanie się z cieniem na ścianie?
Pułapka! Półcień to nie jest po prostu mniej światła bez powodu
Najczęstszy błąd brzmi tak: w półcieniu jest ciemniej, bo światło jakoś słabnie albo częściowo przechodzi przez przedmiot.
Zaćmienia — cień i półcień w skali kosmicznej
- 1
Słońce jest źródłem rozciągłym, więc Księżyc rzuca w przestrzeń zarówno cień, jak i otaczający go półcień. Gdy Księżyc znajdzie się dokładnie między Słońcem a Ziemią, ten cień i półcień padają na powierzchnię Ziemi.
- 2
Obserwator, który stoi w obszarze CIENIA Księżyca, nie widzi tarczy Słońca w ogóle — to zaćmienie całkowite Słońca. Pas cienia na Ziemi jest wąski, ma zwykle około 100-200 km szerokości, dlatego zaćmienie całkowite widać z niewielkiego obszaru.
- 3
Obserwator w obszarze PÓŁCIENIA Księżyca widzi tylko część tarczy Słońca — reszta jest zasłonięta. To zaćmienie częściowe Słońca. Widać je z dużo większego obszaru, bo półcień jest szeroki.
- 4
Przy zaćmieniu Księżyca role się odwracają: to Ziemia jest między Słońcem a Księżycem i rzuca cień, w który wchodzi Księżyc. Ziemia jest większa od Księżyca, więc jej cień jest szeroki i zaćmienie Księżyca trwa nawet ponad godzinę.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
Podczas zaćmienia Słońca obserwator widzi tylko część tarczy Słońca. W jakim obszarze rzucanym przez Księżyc się znajduje?
Ściąga do zapamiętania
Czym różni się cień od półcienia i jak to tłumaczy zaćmienia?
Światło biegnie prostoliniowo, więc za ciałem nieprzezroczystym powstaje obszar bez światła — cień. Źródło punktowe daje sam cień o ostrych krawędziach. Źródło rozciągłe daje dodatkowo półcień: obszar, do którego dociera światło z CZĘŚCI źródła. Im większe źródło, tym szerszy półcień. Zaćmienie Słońca: Księżyc rzuca na Ziemię cień (zaćmienie całkowite) i półcień (częściowe). Zaćmienie Księżyca: Księżyc wchodzi w cień Ziemi.
Sprawdź się!
Odpowiedziano na 0 z 5 pytańSkróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.
Dlaczego za ciałem nieprzezroczystym powstaje cień?
Świecisz na kulkę bardzo małą diodą, czyli źródłem punktowym. Co zobaczysz na ekranie?
Czym jest półcień?
Zamieniasz małą żarówkę na dużą świetlówkę o długości 40 cm, nie zmieniając ustawienia przedmiotu. Co się stanie z półcieniem?
Które zdanie poprawnie opisuje zaćmienia?