skygge
Skygge er
- det uopplyste området til et objekt ("skyggesiden": egen skygge , kroppsskygge )
- ved hjelp av en lyskilde generert projeksjon av et objekt på andre gjenstander ("kast en skygge": Skygge, silhuett ).
- mer generelt hele det ubelyste rommet bak en opplyst kropp ("i skyggen") - dette rommet strekker seg innenfor grensene til den skyggelagte siden til det punktet hvor skyggen blir kastet
Det skilles mellom flere typer skygger (umbra, penumbra, blandet skygge) avhengig av antall og omfanget av lyskildene og ulike optiske effekter . Kanten av den uopplyste skyggen kalles skyggegrensen eller lys-mørk grense , i astronomi og meteorologi også terminator eller dag-natt-grense .
Skygger fra en enkelt lyskilde
Egen skygge
En kropps egen skygge (kroppsskygge) er skyggen som kroppen skaper på seg selv av seg selv. Imidlertid menes bare skyggearealer som ligger på områdene som forårsaker skyggen. Med andre ord er den egen skyggen antall ikke-opplyste sider, dvs. sidene som vender bort fra lyskilden.
En skygge er mangelen på stråling bak et objekt, som objektet mottar på sin side mot strålingskilden. En skygge kastes alltid av en gjenstand i motsatt retning av strålingen den har mottatt, selv om denne skyggen ikke treffer noe annet objekt.
Skygg
Fallskyggen opprettes på en lys bakgrunn når objektet foran den blir belyst av en nesten punktlignende lyskilde (sol, spotlight, fotoblits ). Denne skyggen er bemerkelsesverdig skarp og oppfattes derfor spesielt intenst av betrakteren. Den skildrer gjenstanden i det minste delvis og viser, i likhet med kroppsskygge, retningen lyset kommer fra.
Skyggeprojeksjonen kalles også en silhuett , den viser omrisset, dvs. objektets silhuett. En silhuett kalles også en tegning som er opprettet ved å spore skyggeprojeksjonen. I skyggeteater kan utvidelsen av skyggen brukes til å endre de tilsynelatende proporsjonene til to gjenstander til hverandre ved å plassere dem annerledes nær lyskilden.
Denne skyggeeffekten har et negativt aspekt i forbindelse med svært sterke eksponeringshendelser, som de som er forårsaket av atombomben . Den enorme strålingstettheten forårsaker endringer i termisk materiale i det ikke skyggelagte området, hvorved det lille bestrålte skyggearealet etterlater en kontrast som et permanent bilde.
Skyggenes geometri
En ekte støpt skygge finnes kun under idealiserte betingelser , det vil si et punkt lyskilde, med unntak for disse bare sorte (refleksjonsfrie) organer , og i en vacuum .
Så er skyggeplassen volumet mellom kroppens egen skygge og dens silhuett, punktene til skyggekanten er koblet i en rett linje med sine respektive projeksjoner på skyggeområdet. Disse linjene avviker konisk fra punktkilden ( lyskegle ) , slik at skyggekastingen er større enn skyggekastlegemet, jo større jo lenger den er fra projeksjonsflaten, jo mindre jo lenger er den fra lyskilden. Linjene er bare parallelle når lyskilden er uendelig fjern (for spørsmål på jorden, skal solen antas å være "uendelig fjern").
I beskrivende geometri brukes skygger fra romlige objekter (hus, tårn, bro, etc.) for å gjøre bilder mer attraktive eller for å identifisere lys- og eksponeringsproblemer i planleggingsfasen. Skyggekonstruksjoner for skygger fra parallell (sol) eller sentral (lampe) lys i et horisontalt plan er relativt enkle for både parallelle projeksjoner og sentrale projeksjoner. Kompliserte saker overlates til datamaskinen i dag, siden moderne bildesyntese (gjengivelse) uansett er basert på strålesporing .
Skygger med omfattende, flere eller diffuse lyskilder
Umbra
Den umbra er plassen bak et opplyst objekt som ikke er opplyst av en annen lyskilde.
Siden ekte lyskilder ikke er punktlige, men har en viss romlig utstrekning, avgrenses ikke skyggeområdene skarpt. Årsaken til dette er at deler av lyskilden er dekket i skyggekanten, men andre områder av lyskilden er fremdeles synlige (penumbra) . Hvis lyskilden er liten nok eller tilstrekkelig langt borte, er det imidlertid et område inne i skyggen der lyskilden er helt dekket. Dette området er umbra. Hvis lyskilden er større enn kroppen som kaster skyggen, konvergerer dens projeksjonslinjer konisk (med en rund kropp danner de en kjegle). Derfor når umbraen bare en viss avstand bak skyggekastkroppen.
Under solformørkelser opplever du en total solformørkelse når du er i månens umbra. Siden månen ser ut til å være like stor som solen sett fra jorden , når umbrata jorden nesten punktlignende. I penumbra opplever du bare en delvis eller en ringformet solformørkelse. I sistnevnte tilfelle når ikke umbra jorden.
En spesiell effekt er antumbraen , noen ganger referert til på tysk som "Gegenenschatten" eller - riktig oversatt - "Voratten" (fra latin ante "før"). Det oppstår når en kropp tilslører en utvidet lyskilde som er større enn selve kroppen. På tilstrekkelig avstand vises omrisset av kroppen helt foran lyskildens omriss uten å skjule lyskilden helt. Dermed er Antumbra den sentralt plasserte fortsettelsen av umbraen. For eksempel er betrakteren av en ringformet solformørkelse i månens antrum. Av samme grunn beveger de indre planetene (eller andre himmellegemer, inkludert eksoplaneter ) bare seg som en svart skive over solens overflate, og man snakker om passasje (transitt), ikke "mørke" (solformørkelsen er transitt av månen foran solen, måneformørkelsen jordens transitt, sett fra månen).
Penumbra
Den penumbra er den plass bak et belyst objekt som ikke er opplyst av alle lyskilder i omgivelsene (blandet skygge) . En enkelt punkts lyskilde kan derfor ikke forårsake penumbra bak et skygge-støpegjenstand. Bare eksistensen av minst en andre punktkilde kan en umbra og rundt den generere maksimalt så mange penumbraområder som det er lyskilder.
Imidlertid er den vanligste årsaken til penumbra omfattende lyskilder. Hvis for eksempel en matt lysende kropp brukes til å belyse et rom, kan man se et nesten svart skyggeområde i skyggen av en kropp på veggen og et penumbra-område rundt det. Hvis man skulle se i retning av lyskilden fra umbraområdet, ville det være helt dekket av objektet. Fra penumbra er imidlertid lyskilden bare delvis tildekket. Det mørkere området på umbra er mer omfattende og avgrenset skarpere jo nærmere objektet er veggen. Når avstanden mellom objektet og veggen øker, forsvinner umbraen og bare penumbra er igjen.
.gif)
I motsetning til det ovennevnte er det en penumbra på grunn av forskjellige optiske effekter selv med bare en lyskilde. Hovedårsaken er diffraksjon . Et hull skaper en penumbra i form av lyskilden hvis hullet danner en mindre solid vinkel enn lyskilden (diffraksjon i gapet). Dette kan observeres i naturen med sirkulære bilder av solen under trærne - selv om hullene i kalesjen er kantede, er lyspunktene runde. I løpet av en delvis solformørkelse endrer disse "solringene" eller "soltalerne" form fra avrundede flekker til buede sigder. Effekten finner du i perfekt form i camera obscura .
Det er også brytning i jordens atmosfære , for eksempel slik at den bare kaster en uttalt penumbra fra solen. Derfor er en måneformørkelse mindre fullstendig enn en solformørkelse, der den harde skyggen av den atmosfæriske månen treffer jorden. Når det gjelder måneformørkelsen, er effekten av penumbra praktisk talt usynlig for det blotte øye (og siden den indre penumbraen er skapt av den samme brytningen som skaper kvelden og morgenrød, blir den også opplyst i umbrasjen og rødlig: "kobbermåne"). Omvendt er imidlertid ikke nymåne (skyggesiden vender mot jorden) ikke helt mørk fordi refleksjonen av jorden som en annen lyskilde er ganske kraftig.
I hagebruk betyr penumbra når en plante ikke er direkte utsatt for solen. I løpet av hovedskuddsesongen, april og mai, er det lys skygge, muligens treskygge en halv dag om sommeren, og lys skygge igjen på senhøsten. Generelt spiller også refraksjoner og refleksjoner en rolle, slik at skyggen på jorden aldri blir helt "lysløs". Jo mer diffust belysningen gjennom omgivelsene, jo "mykere" skyggen. Derfor er det knapt en skygge i diffust, overskyet vær. Omvendt, derimot, i en diffus atmosfære (fuktighet, støv), er volumet av selve skyggen gjenkjennelig fordi lyskomponenter også er spredt ut her ( skyggestråler )
En av de tidligste kunstneriske skildringene av kjerne og penumbra finnes i Robert Campin (maleri av “Gnadenstuhl”, Städel Frankfurt, ca. 1410–30).
Skygger fra forskjellige lyskilder
Sol, måne og tordenvær lyn om natten kan skape synlige skygger. Kunstige lyskilder som lamper, lyspærer, billys eller lys skaper også lett synlige skygger. Imidlertid kan skygger bare sees hvis lyskilden er så sterk at en lysrefleksjon fremdeles kan oppfattes utenfor skyggen. Stjerner er så svake at de ikke skaper en synlig skygge. Selv Sirius , den lyseste stjernen på himmelen, er ikke lys nok til å kaste skygge. Noen ganger spekuleres det i om Venus er lys nok til å skape en synlig skygge. Dette kan faktisk være mulig - under spesielle omstendigheter. Alle som går gjennom et snølandskap med perfekt tilpassede øyne på en skyfri, klar nymåne natt på tidspunktet for størst Venus lysstyrke, langt borte fra alle kunstige lyskilder , har en sjanse til å se skygger skapt av Venus.
Fargede skygger
Fargede skygger oppstår når en scene blir opplyst av minst to forskjellige fargede lyskilder, i området av penumbra som de enkelte belyste gjenstandene kaster på hverandre og på bakgrunnen eller bakgrunnen av scenen. De kan også opprettes med en enkelt, monokrom lyskilde og en farget gjennomsiktig gjenstand, for eksempel et farget glass.
Oppretting av fargede skygger
Gjennom kontrollert bruk av forskjellige fargede lyskilder og gjenstander plassert tilsvarende i scenen, kan fargede skygger eksperimentelt skapes på en projeksjonsskjerm. De oppfattede blandede farger følger lovene for additiv fargeblanding .
Fargede skygger i naturlig belysning
Med naturlig belysning forekommer interaksjoner med den iboende fargen generert av subtraktiv fargeblanding (f.eks. Maling ) i bakgrunnen i penumbraområdet :
Når det er opplyst med dagslys , er skyggearealene ikke helt mørke, men lyses opp av spredt lys fra den blå himmelen . Dette er spektralt blåskiftet sammenlignet med primær sollys ( Rayleigh-spredning ), og det er derfor skyggearealer i et område med samme farge inneholder en høyere andel blått sammenlignet med områder som er i direkte sollys. Dette blir spesielt tydelig når det gjelder diffust reflekterende overflater, for eksempel en (farget) pusset husvegg eller en (ren hvit) nysnøflate.
I sin teori om farger handlet Goethe intensivt med disse naturlig fargede skyggene og lette etter grunner til at de (også ifølge observasjoner av Horace-Bénédict de Saussure ) ikke alltid har en blåaktig rollebesetning.
Fargede skygger som et billedlig middel til å skape
Den nøyaktige observasjonen av fargenyansene i fargede skygger og andre effekter av den atmosfæriske optikken var og er utgangspunktet for utviklingen av viktige kunstneriske stilinnretninger, særlig i impresjonismen . Representasjonen av samspillet mellom det avbildede objektet og den omgivende atmosfæren skaper et billedrom som inkluderer observatøren og gir bildene umiddelbar livlighet og friskhet.
Hjelpemidler
Et horisontoskop er et raskt og enkelt verktøy for å bestemme stedene på tidspunktene på dagen og årstidene som hindrer en skygge på et punkt.
Se også
- Skyggeeffekt , skygge (datagrafikk) , representasjon av skygger
- Solbeskyttelse (arkitektur) , skyggelegging i arkitektur
- Splash skygge
- Skyggelegging , røntgenteknologi
- Skyggeanalyse , solteknologi
weblenker
- Eksperimentell ordning for å skape fargede skygger ( LEIFI )
- Seksjon fra Goethes teori om farger om temaet "fargede skygger"
Individuelle bevis
- ^ Stefan Krause: Solformørkelse i Australia. BoD - Books on Demand, 2012, ISBN 978-3-848-22321-3 , s. 163 ( begrenset forhåndsvisning i Google-boksøk).