Sombra e penumbra
Estamos acostumados a nos deparar com a nossa própria sombra ou com a sombra de objetos que nos cercam. Sabemos que elas surgem sempre que um objeto (ou anteparo) está na frente de uma fonte de luz. Dependendo da fonte de luz, podemos ter a formação de sombras e/ou a formação das chamadas penumbras.
Para compreendermos a diferença entre sombra e penumbra, precisamos entender duas questões importantes referentes à óptica geométrica:
I. O chamado princípio da propagação retilínea da luz diz que, em meios homogêneos, a luz sempre se propaga em linha reta;
II. As fontes de luz que possuem dimensões desprezíveis são chamadas de fontes pontuais. Já aquelas que têm tamanho considerável, como o Sol, são chamadas de fontes extensas.
Definição de Sombra
A imagem abaixo mostra que, quando um anteparo opaco está de frente para uma fonte pontual de luz, ele receberá uma parcela dos raios de luz, mas a parte oposta à fonte pontual ficará escura. Essa região que não foi atingida pelos raios de luz é denominada de sombra, que, por definição, é entendida como uma região onde não há luz.
Definição de Penumbra
Quando a fonte a que o objeto estiver exposto for extensa, haverá a formação da sombra e o surgimento de um contorno mais claro ao redor da sombra denominado de penumbra. A penumbra é uma região onde somente alguns pontos têm luz.
Eclipse Solar
O Sol, por possuir luz própria, é considerado uma fonte primária de luz e, como possui dimensões muito grandes, é chamado de fonte extensa. Quando a Lua interpõe-se entre a Terra e o Sol, permanecendo os três astros alinhados, temos uma situação semelhante à mostrada na figura acima, pois a sombra e as penumbras da Lua são projetadas na Terra, ocorrendo o chamado eclipse solar. Nas regiões de sombra, dizemos que o eclipse foi total e a Lua cobre completamente o sol. Já nas regiões de penumbra, o eclipse é chamado de parcial e a Lua cobre apenas parte do Sol.
A imagem abaixo mostra a sequência de formação de um eclipse total do Sol que ocorreu em 2008, na Rússia.