سایه

هرگاه جسم كدری را در مقابل چشمه نوری قرار دهیم در پشت جسم فضای تاریكی پدید می‌آید كه آن ‌را سایه می‌نامند. سایه به دو صورت توسط چشمه‌های نقطه‌ای و گسترده ایجاد می‌گردد. در چشمه نقطه‌ای فقط سایه تشكیل می‌شود اما در چشمه گسترده علاوه بر سایه نیم سایه نیز ظاهر می‌گردد. چشمه‌ی نور نقطه‌ای را می‌توان از طریق قرار دادن یک جسم کدر با یک روزنه‌ی کوچک در مقابل یک چشمه‌ی گسترده ایجاد کرد.

همان‌طور که می دانید، تشکیل سایه و نیم سایه نشانه‌ی این است که نور به خط راست منتشر می‌شود. با دور کردن و نزدیک کردن و تغییر فواصل چشمه نور، جسم کدر و پرده، تغییراتی در قطر سایه و پهنای نیم سایه پدیدار می‌گردد.  شاید همیشه به این موضوع توجه نكرده باشید كه در طول روز، سایه‌تان نزدیکتان است. سایه‌تان ممكن است روبرویتان یا پشت سرتان باشد، یا ممكن است كنارتان باشد.

سایه‌تان هر جا كه باشد شبیه شما است و مثل شما حركت می‌کند. دو شرط لازم است تا یك سایه ساخته شود. اول نور و دوم چیزی است كه جلوی نور را سد می‌کند. این دو با هم ناحیه‌ای را درست می‌کنند كه تاریک‌تر از اطرافش است. سایه افراد موقعی تشكیل می‌شود كه آن‌ها جلوی نوری كه از خورشید می‌آید را سد كنند. به این فكر كنید كه وقتی خورشید پشت سر شما قرار می‌گیرد چه اتفاقی می‌افتد. اتفاقی كه می‌افتد اینست كه بدنتان جلوی مقداری از نور خورشید را سد می‌کند و باعث می‌گردد كه یك سایه جلویتان تشكیل شود. سایه شكل بدن شما را به خود می‌گیرد.

یکی از پدیده‌هایی که همواره نظر انسان را به خود جلب کرده خورشیدگرفتگی است. خورشید گرفتگی زمانی رخ می‌دهد که سایه ماه روی سطح  زمین می‌افتد. بدین منظور ماه باید بین زمین و خورشید باشد. در حقیقت خورشید گرفتگی اختفاء خورشید توسط ماه می‌باشد از طرف دیگر باید به آن گرفتگی زمین گفت چرا که طبق تعریف گرفتگی زمین از سایه جسم دیگر یعنی ماه گذر می‌کند. خورشید گرفتگی تنها زمان ماه نو رخ می‌دهد یعنی زمانی که ماه در حالت مقارنه با خورشید می‌باشد اما به دلیل زاویه مداری ماه با صفحه مدار زمین که مقدار آن 15/5 درجه می‌باشد در هر ماه نو گرفتگی رخ نمی‌دهد این امر بدان معنی است که ماه در اغلب اوقات در سطح پایین‌تر و یا در سطح بالاتر از مدار زمین قرار دارد. صفحه‌ی مدار زمین به دور خورشید با اهمیت است زیرا سایه‌ی زمین دقیقاً در همین صفحه قرار دارد. در طی ماه نو، قمر طبیعی زمین می‌تواند تا بیش از 32000 کیلومتر از بالا یا پایین سایه‌ی زمین عبور کند بنابراین کسوفی رخ نخواهد داد.

ماه گرفتگی یا خسوف زمانی اتفاق می‌افتد که ماه در فاز کامل (بدر) و در حال عبور از بخشی از سایه زمین باشد. سایه زمین در واقع از دو قسمت مخروطی شکل درست شده است که یکی در داخل دیگری قرار دارد. بخش خارجی یا نیم سایه‌ای منطقه‌ای است که زمین فقط قسمتی از پرتو‌های خورشید را مسدود می‌کند و مانع از رسیدن آن‌ها به ماه می‌شود. در مقابل بخش درونی یا قسمت سایه، ناحیه‌ای است که زمین مانع از رسیدن تمام پرتوهایی می‌شود که از خورشید به ماه می‌رسد.

سایه زمین به شکل یک مخروط است که قاعده آن مقطع زمین و طول متوسط آن یک میلیون و 380 هزار کیلومتر است. طول این سایه، بر اثر تغییر فاصله زمین از خورشید تا حدود 40 هزار کیلومتر نسبت به مبدأ متوسط تغییر می‌کند. خسوف زمانی اتفاق می‌افتد که ماه وارد مخروط سایه زمین شود. با توجه به جا به ‌جایی ماه در مدار، همواره 2 هفته قبل یا بعد از خورشید گرفتگی امکان گرفتگی ماه هم وجود دارد. برای اینکه ماه‌گرفتگی یا خسوف رخ دهد باید دو شرط مهم هم ‌زمان با یکدیگر برقرار باشند:

1. ماه و خورشید و زمین در یک راستا یا خط مستقیم قرار گیرند به طوری که زمین بین ماه و خورشید قرار داشته باشد. به عبارت دیگر ماه در حالت بدر از زمین دیده شود.

2. ماه در حرکت مداری خود به دور زمین در یکی از گره‌ها و یا در نزدیکی آن قرار داشته باشد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا