Полутень - область пространства, в которую свет от источника попадает частично

Образование тени и полутени объясняет солнечные и лунные затмения.

Давайте разберёмся, как образуется тень. Это легко сделать, находясь дома: достаточно в тёмной комнате посветить фонариком на мяч. Или зажечь свечу и сделать «собачку» или «птичку». Вариантов много. Но давайте остановимся на фонарике с мячиком. Итак, свет не может пройти сквозь мячик, поэтому, позади мячика образуется пространство, в которое свет не попадает. То есть, тень.

Теперь сделаем маленькое уточнение. Лампочка фонарика, в данном случае, является точечным источником света. Источник называется точечным, когда его размеры очень малы по сравнению с расстоянием до нас.

То есть, если диаметр лампочки фонарика составляет 2-3 см, а мы стоим за 5 м от фонарика, то фонарик — это точечный источник света. Точнее, не сам фонарик, а лампочка внутри фонарика. Для нас даже огромные звезды могут являться точечными источниками света из-за ещё более огромного расстояния между ними и Землей. Действительно, ведь если посмотреть на звёздное небо, то все звёзды кажутся нам совсем крошечными.

А теперь повторим наш опыт, только вместо фонарика, возьмём большую лампу. Она уже не будет точечным источником света, поскольку её размеры сравнимы с расстоянием до мячика.

В этом случае, мы будем наблюдать другую картину: на стене появятся две четко разграниченные области: тень и полутень. Полутень, как мы видим, светлее, чем тень, но тусклее, чем освещённая часть. Потому что на полутень попала только часть света. Дело в том, что лампа не является точечным источником. Она как бы делится на много точечных источников. Каждая точка испускает лучи света. В итоге, образуются три области: туда, куда попали все лучи, туда, куда вообще не попали лучи света (то есть тень) и туда, куда попала только часть лучей света. Эта область и называется полутенью. В первом случае, когда не было полутени, мы называли затемнённое пространство тенью. Во втором случае, когда мы получили полутень, иногда тень называют полной тенью.

Конечно, каждый из вас может привести сотни примеров того, когда мы сталкиваемся с образованием тени или полутени в повседневной жизни. Мы обратим внимание, на не совсем повседневные, но интересные явления. Это солнечные и лунные затмения. Итак, что же происходит при затмениях. Мы прекрасно знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна — вокруг Земли. Это значит, что в определённые моменты, Солнце, Луна и Земля могут находиться на одной прямой. Проходя между Солнцем и Землёй, Луна на время закрывает Солнце, отбрасывая тень на Землю. Заметим, что как Луна может находиться между Землёй и Солнцем, так и Земля может находиться между Солнцем и Луной. Итак, в случае, если Земля между Солнцем и Луной, Солнце, конечно, исполняет роль источника света, а Земля — перекрывающего объекта.

Солнце нельзя считать точечным источником по отношению к Земле, поэтому, Земля отбросит тень и полутень. Но, поскольку Луна меньше Земли, она попадёт в полную тень. То есть, Луну видно не будет. Произойдёт лунное затмение.

Теперь рассмотрим солнечные затмения, то есть, когда Луна между Солнцем и Землёй. Луна также отбросит тень и полутень на Землю.

В полной тени будет наблюдаться полное солнечное затмение (то есть Солнце вообще не будет видно с той области Земли, которая попала в полную тень). Видно будет только верхние слои атмосферы Солнца, которые часто называют короной. В областях Земли, которые попадут в полутень, будет наблюдаться частное солнечное затмение. То есть, будет видно только часть Солнца, потому что только часть света попадает в полутень. Конечно, учёные могут предсказать затмения на много лет вперёд, потому что уже очень хорошо изучили движение Земли и Луны. Это нужно, например, для того, чтобы понаблюдать за короной Солнца.

Обычно, корону разглядеть невозможно из-за слишком яркого солнечного света, а при полном солнечном затмении это удобно. Поэтому, даты и места ближайших солнечных затмений уже давно известны.

Разбор задач:

Задача 1. Ученик заметил, что палка длиной 1,2 м, поставленная вертикально, отбрасывает тень длиной 0,8 м. Длина тени от дерева в то же время оказалась ровно в 12 раз больше длины палки. Какова высота дерева?

Так как лучи света мы считаем прямолинейными, то задача сводится к подобию треугольников и определению сходственных сторон.

К задаче 1

Тогда для подобных треугольников и запишем отношение сходственных сторон:

Определяем :

Ответ: высота дерева 21,6 м.

К задаче 2

Задача 2. Уличный фонарь висит на высоте 4 м. Какой длины тень отбросит палка высотой 1 м, если ее установить вертикально на расстоянии 3 м от основания столба, на котором укреплен фонарь?

Запишем отношение сходственных сторон для треугольников и :

Ответ: 1 м.
Задача 3. Уличный фонарь висит на высоте 3 м от поверхности земли. Тень от палки длиной м, установленной вертикально на некотором расстоянии от столба в точке А, равна 0,8 м. Когда палку переместили в другую точку В, длина тени оказалась равной 1,2 м. Каково расстояние между точками А и В? Известно, что основание столба и точки А и В лежат на одной прямой.