Көлеңке

Қар бетіндегі талдың көлеңкесі

Көлеңке — бұл дене жарық көзінен келетін жарыққа бөгет жасағанда пайда болатын қараңғылықтың күйі. Бөгет жарықтың бетке жетуіне кедергі жасайды, соның себебінен көлеңке пайда болады. Мөлдір емес денелердің ғана көлеңкесі болады, себебі жарық мөлдір денелерден өтіп кетеді. Көлеңке жарық көзінен қарама-қарсы жақта пайда болады. Егер жарық көзі бөгет жасаушы денеден аз болса, онда қараңғы көлеңке басым болады.

Көлеңкелердің түрлері

Аспан денелері сияқты үлкен өлшемді денелердің әсерінен пайда болған көлеңкелер толық көлеңке - умбра және шалакөлеңке пенумбра болып бөлінеді.

Умбра немесе толық көлеңке - бұл көлеңкенің ортасында орналасқан неғұрлым қараңғы бөлігі. Оның қараңғы болу себебі бетке бағытталған жарыққа дене толық бөгет жасайды.

Пенумбра немесе шалакөлеңке - бұл көлеңкенің жарығырақ бөлігі. Ол жарық бөгет болған денеден өтіп, бетке жеткенде пайда болады. Сонымен бірге, жарық көзі толық не жартылай жабылған кездегі ауданды шала көлеңке деп те атауға болады. Яғни, толық көлеңке шала көлеңкенің түрі болып табылады. Кейде көлеңкенің үшінші бөлігін де байқауға болады. Оны антумбра (шала көлеңке) деп атайды. Бұл - бөгет жасайтын дене жарық көзінің центрінде орналасқан сияқты болып көрінетін аудан. Егер жарық жолына бөгет жасайтын денені жарық көзіне жақындатсақ, онда шала көлеңкенің ауданында оның нақты өлшемін көруге болады.

Уақытқа тәуелді өзгерістер

Бір күн ішінде көлеңкенің ұзындығы және орналасуы өзгеріп отырады. Күн сағаттарында Жерге түсірілген көлеңкенің ұзындығының өзгеру қасиеті алынды, ол Күннің көтерілу бұрышының θ котангенсіне тура пропорционал болады. Соған сәйкес, таң сәріде және күн батар кезде өте ұзын көлеңке алынады, себебі бұл тәулік уақытында θ бұрышы нөлге тең болады.

θ бұрышы 90° тең болған кезең - тал түстік мезгіл. Күн тура төбеде, яғни зенитте болады, көлеңке тура дененің астында пайда болады, тәуліктегі ең қысқа көлеңке осы уақытта алынады.

Жылдамдықтың таралуы

Егер жарыққа бөгет жасайтын денеден жарық көзіне дейінгі арақашықтық артық болса, онда алынған бейненің өлшемі үлкен болып көрінеді. Қозғалыстағы денелердің де көлеңкесі болады, олардың өлшемдері, сол қозғалған дененің қозғалу ұзындығынан пропорционал түрде жылдам артады. Егер жарық жолына бөгет жасаушы дене мен тікелей жарық көзіне дейінгі арақашықтық аз болса, дененің өлшемі және қозғалыс жылдамдығы артады. Үлкен арақашықтықтан бетке түсірілген көлеңке көлеңкенің шекарасының арасындағы арақашықтық туралы мәлімет бермейді. Бұл көлеңкенің нүктелерінің арасында ешқандай өзара байланыс жоқ екенін көрсетеді, бұл жағдайда жарықтың әсері немесе шағылуы есепке алынбайды.