| محتويات |
|---|
| تحولات الظلال خلال النهار |
| أطوال الظلال المتغيرة |
| مواقع الظلال: الأمامي والخلفي |
| لماذا تتغير الظلال؟ |
| تأثير الفصول على الظلال |
| العوامل المؤثرة في تشكيل الظلال |
تحولات الظلال خلال النهار
تُعرَف الظلال بأنها مناطق مظلمة تتشكل نتيجة حجب جسم ما لأشعة الضوء. لا يتشكل ظل إذا كان الجسم شفافاً، لأن الأشعة تمر عبره دون حجب. يختلف طول الظل خلال النهار بشكل ملحوظ، وهذا التغيير موضوع بحثنا.
أطوال الظلال المتغيرة
يصل الظل إلى أقصى طول له عندما تكون الشمس في أدنى نقطة لها في السماء، وهو ما يحدث مرتين في اليوم: عند الفجر وعند الغروب. بين هاتين النقطتين، يتغير طول الظل باستمرار. متى يكون طول الظل مساوياً لطول الجسم؟ يحدث هذا عندما تكون زاوية سقوط أشعة الشمس 45 درجة. أما أقصر ظل، فيكون عندما تكون الشمس في أعلى نقطة لها في السماء، وهذا لا يتزامن بالضرورة مع منتصف النهار، إذ يتأثر بتغير توقيت الظهيرة حسب فصل السنة.
مواقع الظلال: الأمامي والخلفي
يتحدد موقع الظل بناءً على موقع الشمس بالنسبة للجسم. إذا كان مصدر الضوء (الشمس) خلف الجسم، يتشكل الظل أمامه، ويُسمى بالظل الأمامي. أما إذا كانت الشمس أمام الجسم، فإن الظل يتشكل خلفه، ويُسمى بالظل الخلفي. شكله يتوافق مع شكل الجسم المحجب للضوء.
لماذا تتغير الظلال؟
تتعدد أنواع الظلال حسب نوع الضوء وطريقة الحجب. حركة مصدر الضوء، وحركة الجسم نفسه، تؤثران في شكل الظل. خلال النهار، تدور الأرض حول محورها بينما تبقى الشمس ثابتة تقريباً، مما يُسبب التغيرات الملحوظة في الظلال. السبب الرئيسي لاختلاف أطوال الظلال هو اختلاف زاوية سقوط أشعة الشمس على الأجسام. تكون الظلال طويلة في الصباح الباكر لأن أشعة الشمس تكون مائلة، بينما تكون قصيرة في منتصف النهار لأن أشعة الشمس تكون عمودية تقريباً.
تأثير الفصول على الظلال
ميل محور الأرض يتغير حسب الفصل، وهذا يؤثر على طول الظلال. في فصل الصيف، يميل محور الأرض نحو الشمس، فتكون الظلال أقصر. أما في فصل الشتاء، يميل محور الأرض بعيداً عن الشمس، فتكون الظلال أطول.
العوامل المؤثرة في تشكيل الظلال
عدة عوامل تُؤثر في شكل الظل وحجمه، منها: المسافة بين الجسم ومصدر الضوء؛ فكلما زادت المسافة، صغر حجم الظل. وزاوية سقوط الضوء على الجسم؛ فإذا سقط الضوء عمودياً، يكون الظل قصيراً، وإذا سقط مائلاً، يكون الظل أطول. باختصار، موقع الجسم وموقع الشمس هما العاملان الرئيسيان في تحديد شكل وطول الظل. دوران الأرض المستمر يُعدّ السبب الرئيسي لتغير طول الظل خلال النهار، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في طول الظل وموقعه.
