Sombra e penumbra

A sombra e a penumbra são fenômenos ópticos que ocorrem quando há incidência de luz sobre um corpo que não permite a sua propagação para o outro lado. Esse tipo de corpo é chamado de  corpo opaco. A sombra pode ser própria, quando ocorre no próprio corpo, ou projetada, quando ocorre em outra superfície.

Leia também: Halo solar e lunar — fenômenos ópticos formados ao redor de uma fonte de luz

Resumo sobre a sombra e penumbra

• A sombra é mais escura e central que a penumbra, sendo formada por qualquer fonte de luz.

• A penumbra é mais clara que a sombra, que fica nas suas bordas, sendo formada devido a uma fonte de luz extensa.

• Temos a formação de sombra e penumbra quando um corpo opaco fica entre a luz e um anteparo.

• Durante um eclipse, temos a formação de sombra e penumbra sobre a Terra.

O que é sombra e penumbra?

A sombra é uma região escura no centro devido ao impedimento da passagem de luz por um corpo. A sombra é mais nítida quando a fonte emissora de luz for pontual.

A penumbra é uma região intermediária, mais clara que a sombra e mais escura que as regiões iluminadas, que cortorna a sombra. A penumbra não se forma quando a fonte emissora de luz for pontual.

• Tipos de sombra

Existem duas classificações de sombra: a sombra própria e a sombra projetada. A sombra própria é aquela que surge diretamente sobre o corpo iluminado pela luz, por exemplo, a sombra em uma bola. A sombra projetada é aquela que surge em uma superfície que não o corpo, quando ele é iluminado pela luz; por exemplo, a sombra da bola no chão.

Como se forma a sombra e a penumbra?

A sombra e a penumbra se formam quando um corpo opaco (não pode ser muito pequeno), que não permite a propagação de raios luminosos, fica entre uma fonte emissora de luz e um anteparo. Para ser formada a sombra, a fonte emissora de luz pode ser pontual ou extensa, já para ser formada a penumbra, a fonte emissora de luz precisa ser extensa, conforme descrito na imagem abaixo.  

Diferenças entre sombra e penumbra

A sombra e a penumbra, apesar de serem intimamente relacionadas, apresentam características bem distintas. A sombra é a parte mais escura e central, sendo formada por qualquer fonte de luz; a penumbra é a parte mais clara e que fica nas bordas da somba, sendo formada devido a uma fonte de luz extensa.

Leia também: Quais são os meios de propagação da luz?

Sombra, penumbra e eclipse

Durante um eclipse, temos a formação de sombra e penumbra sobre a Terra. No eclipse solar, o Sol, a Lua e a Terra se alinham de modo que a Lua fica entre o Sol e a Terra. Quando isso acontece, temos a sombra e a penumbra da Lua exibidas na Terra.

As regiões que ficaram na sombra visualizam o eclipse total, com a Lua cobrindo totalmente o Sol; e as regiões que ficaram na penumbra visualizam o eclipse parcial, com a Lua cobrindo parcialmente o Sol, conforme descrito na imagem abaixo.

Da mesma forma, no eclipse lunar, o Sol, a Lua e a Terra se alinham de modo que a Terra fica entre o Sol e a Lua. Quando isso acontece, temos a sombra e a penumbra da Terra exibidas na Lua, conforme descrito na imagem abaixo.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Ótica e Física Moderna. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Ótica, Relatividade, Física Quântica (vol. 4). Editora Blucher, 2015.