ما الظل؟
الظل منطقة مظلمة أو أقل إضاءة تتكون عندما يحجب جسم معتم الضوء عن سطح خلفه. لكي يتكون ظل واضح نحتاج إلى مصدر ضوء وجسم معتم وسطح يستقبل الظل. إذا كان الجسم شفافًا فلن يحجب الضوء بما يكفي، وإذا لم يوجد سطح فلن نرى الظل بسهولة.
لماذا تتكون الظلال؟
ينتقل الضوء غالبًا في خطوط مستقيمة. عندما يقف جسم معتم في طريق الضوء، لا يستطيع الضوء المرور خلاله، فتظهر منطقة خلف الجسم لا يصلها الضوء مباشرة. هذه المنطقة هي الظل. لذلك الأجسام المعتمة مثل الخشب والإنسان والحجر تكون ظلالًا أوضح من الأجسام الشفافة.
طول الظل وموقع مصدر الضوء
يتغير طول الظل حسب ارتفاع مصدر الضوء. عندما يكون مصدر الضوء منخفضًا قرب الأفق، يكون الظل طويلًا. وعندما يكون مصدر الضوء عاليًا فوق الجسم، يكون الظل قصيرًا. لهذا تكون الظلال طويلة صباحًا ومساءً، وأقصر ما تكون تقريبًا عندما تكون الشمس عالية في السماء قرب منتصف النهار.
الظل هنا لا يتصرف بمزاجية؛ هو يتبع الهندسة بهدوء شديد. الشمس منخفضة؟ ظل طويل. الشمس عالية؟ ظل قصير. انتهى النقاش.
اتجاه الظل
يتكوّن الظل في الجهة المقابلة لمصدر الضوء. فإذا كانت الشمس شرقًا في الصباح، يمتد الظل غالبًا نحو الغرب. وإذا كانت الشمس غربًا في المساء، يمتد الظل نحو الشرق. لذلك يمكن استخدام الظلال قديمًا لمعرفة الوقت والاتجاهات بصورة تقريبية.
الظل وشبه الظل
إذا كان مصدر الضوء كبيرًا أو غير نقطي، قد يتكون ظل داكن في الوسط يسمى الظل التام، ومنطقة أقل ظلمة حوله تسمى شبه الظل. تظهر هذه الفكرة في الكسوف والخسوف أيضًا، لكنها قد تُبسّط في الصفوف الأولى إلى أن الجسم المعتم يحجب الضوء ويكوّن ظلًا.
تغير الظل خلال اليوم
- الصباح: الشمس منخفضة، الظل طويل ويمتد عكس جهة الشمس.
- منتصف النهار: الشمس عالية، الظل قصير.
- المساء: الشمس منخفضة مرة أخرى، فيطول الظل باتجاه معاكس لظل الصباح غالبًا.
مثال امتحاني محلول
السؤال: متى يكون ظل العصا أقصر غالبًا؟
الإجابة: عندما تكون الشمس عالية في السماء، قرب منتصف النهار.
السؤال: لماذا يكون الظل طويلًا في الصباح؟
الإجابة: لأن الشمس تكون منخفضة قرب الأفق، فيمتد الظل لمسافة أطول.
السؤال: في أي جهة يتكون الظل بالنسبة لمصدر الضوء؟
الإجابة: في الجهة المقابلة لمصدر الضوء.
مفاتيح حل سريعة
- الظل يحتاج مصدر ضوء + جسم معتم + سطح.
- الشمس منخفضة = ظل طويل.
- الشمس عالية = ظل قصير.
- الظل يكون عكس اتجاه مصدر الضوء.