Stín je tvořen překážkou světla. Světlo neohýbá svoji cestu šíření, pokud velikost překážejícího předmětu není srovnatelná s vlnovou délkou světla. Stín objektu se proto vytvořil jako tmavý (neosvětlený) obraz kvůli obstrukci světelných drah objektem.
Rejstřík článku
- Co je stín?
- Jak se tvoří stín?
- Velikost a tvar stínu
- Různé části stínu
- Co je umbra?
- Co je to penumbra?
- Co je to antumbra?
- Jak se mění stín se změnami ve dne?
- Jaká je barva stínů?
- Jak to, že jsou ve tmě stále stíny?
- Rychlost šíření stínu
- Stínové inverze
- Co je dešťový stín?
- Numerické na stínech
Co je stín?
Stín se týká temné skutečné siluety osoby nebo neprůhledného předmětu, která je generována, když předmět nebo osoba brání světlu přicházejícímu ze světelného zdroje. Jinými slovy, stín předmětu je tmavý obraz vytvořený překážkou světla způsobenou objektem.
Stín podmaňuje celý trojrozměrný objem světla blížícího se k objektu zezadu. Stín je průřez objemem světla ve formě dvourozměrné siluety nebo inverzní projekce osoby nebo předmětu, který brání šíření světla v prostoru.
Jak se tvoří stín?
Víme, že světlo se šíří přímkou, tj. Světlo neohýbá svoji cestu šíření, pokud velikost překážejícího předmětu není srovnatelná s vlnovou délkou světla. Proto když objekt stojí v cestě světla, brání šíření světelných paprsků. Tato překážka má za následek vytvoření tmavého (neosvětleného) obrazu předmětu, který je označován jako stín objektu. Objekt musí být neprůhledný, aby mohlo dojít k tvorbě stínů.
Velikost a tvar stínu
Velikost a tvar stínu objektu může záviset na řadě faktorů. Na rozdíl od obecné víry, stín není zcela závislý na velikosti a tvaru předmětu.
Některé faktory, na kterých závisí velikost a tvar stínu, jsou:
- Úhel šířícího se paprsku světla: Úhel, pod kterým dopadá stín, je jedním z nejdůležitějších faktorů určujících tvar a velikost stínu předmětu. Když světlo dopadá normálně nebo ortogonálně, mají vytvořené stíny kratší délku. Když se úhel mezi světelným paprskem a předmětem zvětší, stín se prodlouží.
- Roční období: Roční období a počasí hrají velmi důležitou roli při určování tvaru, velikosti a ostrosti stínu. V létě, během jasného slunečného dne jsou vytvořené stíny ostřejší a stíny zůstávají delší dobu. Pokud je počasí zataženo, můžeme vidět slabé nebo žádné vytváření stínů, tj. Ostrost stínu je menší. V zimě se stíny tvoří po kratší dobu.
- Umístění světelného zdroje: Umístění světelného zdroje ovlivňuje tvar a velikost stínu objektu. Například často pozorujeme, že za slunečného dne se mění tvar a velikost našich stínů. K tomu dochází, protože poloha Slunce se během dne mění, jak se zdá, že se pohybuje z východu na západ. Když je slunce umístěno blízko horizontu, vytvořené stíny jsou delší, pokud jde o délku. Když je slunce umístěno nad hlavou vysoko na obloze, vytvořené stíny mají kratší délku. Tento účinek polohy Slunce na tvorbu stínů lze replikovat uměle navrženými pohyblivými světly. Mezi oběma přístupy je však rozdíl. V případě slunečního světla se pohybuje Země, zatímco Slunce zůstává pevné. Ale v případě světelného zdroje je zdroj uveden do pohybu, zatímco objekt zůstává nehybný ve své poloze.
- Objekt: Primární hranice tvaru stínu je určena objektem blokujícím světlo. Pokud je například předmětem koule, stín bude kruhový nebo oválný. V případě, že je předmětem kniha nebo krabice, vytvoří se obdélníkový nebo čtvercový stín. U lidí se stín tvoří podle skutečného tvaru konkrétní bytosti.
- Vzdálenost mezi předmětem a povrchem projekce: S rostoucí vzdáleností mezi objektem a povrchem projekce roste velikost stínu nebo siluety. Proto lze říci, že tyto dva faktory jsou proporcionální. Když se objekt pohybuje, jeho stín se pravděpodobně bude roztahovat z hlediska rozměrů rychleji, než je rychlost pohybů objektu.
- Typ světelného zdroje: Typ zdroje světla (velký, střední nebo malý) určuje ostrost vytvořeného stínu. Pokud je zdroj světla obrovský jako slunce, pak je hranice stínu poměrně ostrá. Tato ostrost se snižuje, když přecházíme ze slunečního světla na lampu. V případě, že je zdrojem světla malá pochodeň nebo mobilní telefon, jsou vytvořené stíny rozmazané.
Často kladené otázky týkající se tvorby stínů
Jaké jsou různé části stínu?
Části stínu
- stín
- polostín
- antumbra
Podívejme se na tři části stínu.
Co je umbra?
Umbra:
Slovo „umbra“ pochází z latinského slova „stín“. Umbra označuje nejvnitřnější oblast stínu, která se jeví jako nejtmavší. Jinými slovy, umbra představuje část stínu, kde je světlo zcela blokováno blokujícím tělem. Pokud se pozorovatel nachází v umbře, pak pozorovatel pravděpodobně vnímá úplné zatmění.
U kulatého těla, které překáží kolem zdroje světla, má vytvořená umbra tvar pravého kruhového kužele. Pokud se pokusíme zobrazit objekt a zdroj z vrcholu kužele, pak by se zdálo, že obě těla mají stejnou velikost. Vzdálenost mezi vrcholem umbry a Měsícem se zdá být přibližně stejná jako vzdálenost od Měsíce k Zemi, tj. Asi 384,402 238,856 km nebo 3.7 1.4 mi. Průměr Země je asi 870,000krát větší než Měsíc, proto se umbra pohybuje podle odhadů za XNUMX milionu km nebo XNUMX XNUMX mil.
Co je to penumbra?
Polostín
Slovo penumbra pochází z latinského slova „paene“, které znamená „téměř nebo téměř“. Penumbra je a část stínu předmětu, kde okluzivní těleso překáží pouze určité části paprsku světla. Pozorovatel nacházející se v oblasti polostínu vidí pouze částečné zatmění. Penumbra je často správně označována jako podmnožina umbry, protože představuje část stínu, která je tvořena nějakou částí zdroje světla, zakrytá. Podle NASA Navigation and Ancillary Information Facility je část přítomná v umbře také v polostínu.
Co je to antumbra?
Antumbra:
Slovo „antumbra“ pochází z latinského slova „ante“, což znamená „před“. Antumbra odkazuje na část stínu, ze které se zdá, že překážející předmět je umístěn zcela ve střední oblasti světelného zdroje. Pokud je pozorovatel umístěn v oblasti antumbry, pak může vidět prstencové zatmění, tj. Jasný světelný prstenec obklopující zatmění těla. Se zmenšením vzdálenosti mezi pozorovatelem a světelným zdrojem se relativní velikost překážejícího těla zvětšuje, dokud nevytvoří úplnou umbru.
Jak se mění stín se změnami ve dne?
- Umístění světelného zdroje ovlivňuje tvar a velikost stínu objektu. Například často pozorujeme, že za slunečného dne se mění tvar a velikost našich stínů. K tomu dochází, protože poloha Slunce se během dne mění, jak se zdá, že se pohybuje z východu na západ. Skutečná délka stínu na zemi je úměrná kotangensu výškového úhlu Slunce (θ) vzhledem k horizontu.
- Při západu a západu slunce, kdy je výškový úhel θ téměř 0 °, a proto se kotangens výškového úhlu (θ) rovná ∞. Protože délka stínu je přímo úměrná kotangensu výškového úhlu, můžeme říci, že v tomto případě jsou stíny velmi dlouhé. Pokud je slunce umístěno přímo nad hlavou, tj. Sluneční světlo dopadá na objekt normálně nebo kolmo (to je možné pouze v oblasti mezi obratníkem Kozoroha a obratníkem Raka), pak se výškový úhel rovná 90 ° a dětská postýlka ( θ) = 0. V tomto případě jsou vytvořené stíny menší a většinou jsou vrhány přímo pod objekty.
- Tato vlastnost stínů se ukázala jako velmi užitečná pro cestovatele s dlouhodobou pomocí. Zvláště při cestování pustými oblastmi, jako jsou pouště, námořní trasy atd.
Jaká je barva stínů?
Vytváření složitých vícebarevných stínů pozorují výtvarní umělci, kteří obecně vycházejí z barevného světla vyzařovaného nebo odraženého zpět z různých zdrojů. Existují určité umělecké metody, které používají efekty stínů k vytvoření nějaké formy umění, jako je šerosvit, sfumato a silueta.
Často můžeme pozorovat, že ve dne má stín neprůhledného předmětu osvětleného slunečním světlem namodralý odstín. Hlavním důvodem je Rayleighův rozptyl. Zdá se, že obloha má modrou barvu kvůli stejné vlastnosti. Neprůhledný překážející předmět je schopen blokovat světlo přicházející ze slunce. Nemůže však účinněji blokovat okolní světlo oblohy, které má namodralý nádech v důsledku rozptylu modrého světla molekulami atmosféry. To je důvod, proč se stíny zdají být modré.
Jak to, že jsou ve tmě stále stíny?
- Můžeme pozorovat vzhled stínů ve tmě, protože světlo je přítomné v tom, co vnímáme jako temné. Temnota je spíše subjektivní. I během noci, kterou vnímáme jako tmavou, je světlo z různých zdrojů, jako jsou hvězdy, měsíc, pouliční osvětlení a okolní světla měst, odrážející se od mraků atd. Všechny tyto zdroje vyzařují světlo, které v noci vytváří slabé a rozptýlené stíny nebo tmavé.
- O stínu lze říci, že je to bod na povrchu, kde je množství světla menší ve srovnání s množstvím světla v oblasti obklopující toto místo. V jasném světle je tento rozdíl výraznější, tj. Kontrast mezi stínem a okolní oblastí je mnohem větší, a proto můžeme jasně vidět formování stínu.
Jaká je rychlost šíření stínu ?
- S rostoucí vzdáleností mezi objektem a povrchem projekce roste velikost stínu nebo siluety. Proto lze říci, že tyto dva faktory jsou proporcionální. Když se objekt pohybuje, jeho stín se pravděpodobně bude roztahovat z hlediska rozměrů rychleji, než je rychlost pohybů objektu.
- Nárůst velikosti a pohybu je také pravdivý, pokud je vzdálenost mezi objektem rušení a světlo zdroj je blíž. Je však nesprávné tvrdit, že stín objektu se může pohybovat rychlostí vyšší než rychlost světla, i když je vzdálenost mezi objektem a povrchem projekce velká (jako světelné roky). Ztráta světla, která je zodpovědná za promítání stínu, se může šířit směrem k projekční ploše rychlostí světla.
- Přestože vnímáme, že hrana stínu cestuje po zdi, ve skutečnosti je nárůst délky stínu způsoben novou projekcí, která se pohybuje rychlostí rovnající se rychlosti světla od rušivého objektu. Je třeba poznamenat, že komunikace mezi různými body ve stínu neexistuje, s výjimkou jevu odrazu nebo interference světla, ke kterému dochází při rychlosti světla. Stín, který je promítán přes oblast na velké vzdálenosti (jako světelné roky), není schopen komunikovat informace mezi povrchy v takových vzdálenostech s okrajem stínu.
Co je to inverze stínu ?
Často můžeme pozorovat, že stíny objektů, jako jsou ohradníky a jiné objekty podobných tvarů, mají tendenci se převracet, tj. Dochází k záměně mezi světlými a tmavými oblastmi, když se objekt dostane dále od povrchu projekce. U předmětů, jako jsou ploty z drátěného pletiva, se nejprve stíny zdají být jako diamanty a obrys stínu se zdá, že se dotýká plotu, ale jak se vzdálenost mezi objektem a povrchem stínové projekce zvětšuje, stín se zdá být rozmazaný .
Nakonec můžeme pozorovat, že pokud výška plotu nestačí, pak by se vzorek světla pohyboval směrem ke stínovým diamantům a světelným obrysům.
Co je dešťový stín?
Termín dešťový stín se používá k popisu místa s dominantním směrem větru, nadmořskou výškou a dalšími faktory, které udržují oblast suchou.
Termín „stín“ se často používá pro jakoukoli formu překážky nebo zablokování, a nikoli pouze pro překážky světla. V takovém kontextu se také používá termín dešťový stín. V oblastech, kde je množství přijatého deště nízké nebo je oblast velmi suchá, se termín dešťový stín používá k popisu místa s dominantním směrem větru, nadmořskou výškou a dalšími faktory, které udržují oblast suchou. V zásadě popisuje nedostatek deště v oblasti. Podobné použití termínu stín je vidět v akustice. „Akustický stín“ označuje prostor nebo oblast, kde je šíření přímého zvuku okludováno nebo blokováno nebo přesměrováno do jiné oblasti.
Numerické na stínech
Otázka: 6 stop vysoký muž vrhá stín o délce 12 stop. Jaká by byla délka stínu 8 stop dlouhého stromu na stejném povrchu jako u muže.
Ans. Vzhledem k tomu, že muž a strom jsou na stejném povrchu, musí směřovat ke stejnému výškovému úhlu od zdroje světla. Jak víme, délka stínu je úměrná kotangensu výškového úhlu, můžeme říci, že
Dětská postýlka (θ) = 12/6 = L/8
Nebo L = 16 stop
Otázka: Budova o výšce 20 m vrhá stín na zem. Pokud je úhel slunce 53 °, zjistěte délku stínu.
Ans. Jak víme, délka stínu je úměrná kotangensu výškového úhlu, můžeme říci, že
Dětská postýlka (θ) = L/20m
Nebo ¾ = L/20
Nebo L = 15 m
Také čtení:
- Termosféra 2
- Litosféra 2
- Kořenová sloučenina
- Exosféra 2
- Trebuchet vs katapult vs balista
- Teorie dělových bardů
- Axiom a postulát
- Seismologie seismolog
- Jak vznikají nukleotidy
- Strike and dip
Ahoj, jsem Sanchari Chakraborty. Vystudoval jsem elektroniku.
Vždy rád zkoumám nové vynálezy v oblasti elektroniky.
Jsem horlivý student, v současné době investuji do oblasti aplikované optiky a fotoniky. Jsem také aktivním členem SPIE (Mezinárodní společnost pro optiku a fotoniku) a OSI (Optical Society of India). Moje články jsou zaměřeny na přiblížení kvalitních vědeckých výzkumných témat jednoduchým, ale informativním způsobem. Věda se vyvíjí od nepaměti. Takže se snažím nahlédnout do evoluce a představit ji čtenářům.
Pojďme se připojit
