أشكال الظل خلال النهار
يُعرف الظل بأنّه عبارة عن مَنطقة مظلمة تتكوّن من خلال حجب جسم لأشعّة الضوء ؛ ولذلك لا يتكون ظل عندما يكون الجسم شفافًا بسبب عدم حجب الأشعة في هذه الحالة، ويختلف طول الظل من وقت إلى آخر خلال النهار كما يأتي:
الظل الطويل
يكون الظل في أطول حالاته عندما تكون الشمس في أخفض نقطة في السماء، ويحدث هذا مرّتين خلال النهار؛ مرّة في الصباح الباكر، ومرةً في آخر ساعات النهار، وبين هاتين النقطتين يتفاوت الظل ويكون طوله عرضةً للتغير باستمرار، فمتى يكون طول الظل مساويًا لطول الجسم؟ يمكن أن يحدث ذلك عندما تكون زاوية سقوط أشعة الشمس تساوي 45 درجة.
الظل القصير
طول الظل لا يثبت مع مرور الوقت أثناء النهار، فمتى يكون الظل في أقصر حالاته؟ يصل الظل إلى أقصر طول ممكن عندما تكون الشمس عمودية تمامًا عند أعلى نقطة لها في السماء، ولا يُشترط أن تكون الساعة عندها 12 تمامًا، لأن توقيت الظهيرة عُرضة للتغير حسب الوقت من السنة.
الظل الأمامي
يتكوّن الظل عندما يحجب الجسم أشعة الشمس فيمنعها من الوصول إلى الأرض؛ ولذلك يختلف موقع الظل باستمرار تِبعًا لطريقته في حجب الضوء، فيُلاحظ تكوّن الظل أمام الجسم بنفس شكل الجسم إذا كان مصدر الضوء خلفه، ويطلق عليه الظلّ الأمامي بسبب موقعه.
الظل الخلفي
يعتمد موقع الظل على موقع الشمس بالنسبة للجسم فيتكوّن في الجهة المقابلة لموقعها؛ فالشمس تمثّل مصدر الضوء الأساسي خلال ساعات النهار، ولذلك يُلاحظ تكوّن الظل المشابه لشكل الجسم خلفه عندما تكون الشمس أمامه تمامًا، ويسمى حينها بالظلّ الخلفيّ، بسبب موقعه خلف الجسم.
لماذا تختلف الظلال خلال النهار؟
للظّلال أنواع مُختلفة تُصنّف حسب نوع الظلّ أو الضّوء ، ويلعب كل من: حركة مصدر الضوء وحركة الجسم نفسه دورًا في اختلاف الظلال، وبذلك يمكن ملاحظة اختلاف الظلال وحتى التحكّم فيها من خلال تغيير موقع مصدر الضوء، أمّا خلال النهار فالوضع مختلف؛ ففي النهار تتحرّك الأرض مع ثبات الشمس مما يؤدي إلى اختلاف الظلال المتكوّنة.
ويُعدّ السبب الأساسي وراء اختلاف أطوال الظلال خلال النهار هو اختلاف زاوية أشعة الشمس الساقطة على الأجسام، وذلك لأن الأرض في حالة دوران مستمرّة، مما يؤدي إلى ظهور الظلال الطويلة في ساعات الصباح الباكرة، بينما تكون الظلال قصيرة جدًا في منتصف النهار بسبب اختلاف زاوية سقوط أشعة الشمس والتي كانت أفقية وأصبحت عمودية تقريبًا.
هل تتغير الظلال بتغير الفصول؟
يختلف ميل محور الأرض حسب الفصل، فتتغير أطوال الظلال تِبعًا لذلك كما يأتي:
- فصل الصيف: يكون محور الأرض مائلًا باتجاه الشمس فتتكون ظلال قصيرة نسيبًا خلال ساعات النهار.
- فصل الشتاء: يكون محور الأرض مائلًا بعيدًا عن موقع الشمس؛ فتتكوّن خلال ساعات النهار ظلال طويلة مقارنةً بظلال فصل الصيف.
العوامل المؤثرة على تشكيل الظل
يتأثر شكل الظل بعدد من العوامل، ومنها:
- البُعد بين الجسم ومصدر الضوء: فكلّما ابتعد مصدر الضوء عن الجسم صغُر حجم الظل.
- زاوية سقوط الضوء على الجسم: فظل الجسم يبدو قصيرًا عند سقوط الضوء عليه من نقطة علوية، ويزداد طوله بانخفاض مصدر الأشعة.
يعتمد شكل الظل وطوله على موقع الجسم وموقع مصدر الضوء، وبما أنّ مصدر الضوء ثابت وهو الشمس، فسبب تغيّر طول الجسم يُفسّر باختلاف موقع الأرض بسبب دورانها المستمر، مما يؤدي إلى ظهور عدد من الأطوال المختلفة حسب هذه الحركة، فيكون الظل طويلًا عندما تكون الشمس أفقية، وقصيرًا جدًا عندما تكون عمودية، كما أنّ موقع الشمس بالنسبة للأجسام يؤدي إلى اختلاف مكان ظلالهم على الأرض؛ فيكون الظل خلف الجسم أو أمامه أو بجانبه، كما تتغير الظلال خلال الفصول أيضًا بسبب اختلاف ميل محور الأرض وبعده عن الشمس.
