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La formación de sombras


La formación de la sombra, entendida como la formación de una región desprovista de luz, es una consecuencia del principio de propagación rectilínea de la luz.

Imagine un objeto de dimensiones muy pequeñas que emite luz (una lámpara doméstica vista a gran distancia). Cuando la luz emitida por un objeto es la única fuente en una determinada región del espacio, un objeto a cierta altura del suelo arrojará una sombra sobre él.

Esto se debe a que la luz al encontrar el objeto no podrá continuar, produciendo una región en la que no hay luz (la sombra). Los otros rayos a medida que se propagan a través del espacio en línea recta golpearán el piso u otro objeto creando regiones iluminadas y sin luz (donde hay sombra).

Si la fuente de luz es extensa (no puntual), el caso más común, entonces tendremos regiones no alcanzadas por los rayos de luz (regiones de sombra) y regiones impactadas por algunos (pero no todos) los rayos de luz. Estas regiones, de diversos grados según la cantidad de luz, son las regiones de penumbra.

Considere un cuerpo esférico que constituye un obstáculo para la propagación de la luz colocada entre la fuente de luz y una pantalla (una pared, por ejemplo). La región de sombra en el cuerpo esférico y la sombra misma. La región de sombra entre el cuerpo esférico y el mamparo tiene forma de cono y, por lo tanto, se conoce como cono de sombra. En la pantalla se forma la sombra, o sombra proyectada.

En el caso de una fuente extendida, y suponiendo una fuente igualmente esférica, se obtiene una sombra propia sobre el objeto esférico ubicado entre la fuente y el mamparo, una sombra proyectada en el mamparo (región en el mamparo no ligero) y un penumbra proyectada en el mamparo. La penumbra está parcialmente iluminada. La región parcialmente iluminada entre el cuerpo esférico y el mamparo es el cono de penumbra.

Eclipses

Los casos anteriores, donde analizamos las regiones de sombra y penumbra de cuerpos esféricos y fuentes, son importantes para comprender el fenómeno de los eclipses. Es un fenómeno natural que ocurre con relativa frecuencia. El último eclipse total de sol registrado ocurrió en 1999. Dado que el sol, la luna y la tierra son cuerpos esféricos, las consideraciones anteriores de sombra y tristeza valen la pena.

El eclipse del sol ocurre cuando la luna se interpone entre el sol y la tierra. El sol es eclipsado por la luna.

Lo llamamos eclipse total de sol esa situación en la que algunas regiones de la tierra entran en la sombra de la luna (región de sombra). Las regiones que entran en el cono oscuro de la luna perciben un eclipse parcial (como lo están en la oscuridad de la luna).

Todavía puede haber otro tipo de eclipse solar: el eclipse anular. En este tipo de eclipse, cierta región de la tierra (y sus habitantes) ingresa a la extensión del cono de sombra de la luna. Como resultado, estas regiones estarán expuestas solo a la luz de la parte periférica del Sol. La parte central es eclipsada naturalmente por la luna. En este caso, tenemos el eclipse anular del Sol. Debido a que estas regiones están en la penumbra de la luna, este tipo de eclipse es parcial.

La situación que distingue entre los dos tipos de eclipse es la distancia relativa entre el sol, la tierra y la luna, que pueden variar lo suficiente como para causar ambos tipos de eclipses.

El eclipse de la luna ocurre cuando la tierra se interpone entre el sol y la luna. En este caso, la luna entra primero en el cono oscuro de la tierra y luego en la región de sombra de la tierra.