سایه و نیم سایه – كسوف و خسوف

وسایل لازم:

- قلم و كاغذ

- لامپ و سرپیچ و سیم

- یك تكه مقوای كلفت (20*20 سانتی متر )

- یك كاغذ سفید معمولی ( مثل كاغذ ₄ A)

- قیچی

 با چشمه های نقطه ای و گسترده ی نور آشنا هستید. به یاد دارید كه هرگاه جسمی مقابل یك چشمه ی گسترده ی نور قرار ‌گیرد كه از خود جسم بزرگ تر است، سایه ای مشخص و دقیق از آن تشكیل نمی شود، بلكه در اطراف سایه، هاله ای وجود دارد كه با دور شدن از آن رفته رفته ناپدید می‌شود. این هاله را نیم سایه می‌نامیم.

آیا می دانید چرا تیرگی از نقطه ی میانی به سمت كناره‌ها، كم می‌شود؟ با كمك شكل زیر، به این سؤال پاسخ دهید.

اگر مورچه ای در نقطه ی A قرار گیرد، لامپ را می‌بیند؟

مورچه ای كه در نقطه ی B قرار دارد، چه طور؟

و مورچه های نقاط C و D ؟ 

با یك لامپ و یك تكه مقوای گرد مانند شكل بالا، آزمایشی را انجام دهید. صفحه ی كاغذ سفید را در نقطه های مشخص شده، سوراخ كنید و خود به جای مورچه ‌ها از این سوراخ‌ها به لامپ نگاه كنید.

آن چه را كه از سوراخ های 1 تا 6 می‌بینید، در نوار كاغذی زیر بكشید.

حال لامپ را به عنوان خورشید در نظر بگیرید و كاغذ گرد را ماه فرض كنید. در این صورت مورچه های A….D پدیده ی خورشید گرفتگی را مشاهده می‌كنند. یكی از آن ها هنگام عبور زمین از سایه ی ماه ( یعنی زمان خورشید گرفتگی ) عكس های زیر را گرفته است.

این عكس را با نواری كه خودتان در مرحله ی قبل تكمیل كرده بودید، مقایسه كنید. اگر این عكس ها، شبیه نتایج كار شما نیست، یك بار دیگر همین قسمت آزمایش را تكرار كنید. تاكنون با همین وسایل ساده توانسته اید پدیده ی خورشید گرفتگی را شبیه سازی كنید. اما عكس زیر مربوط به چه پدیده ای است؟

دوباره به سراغ وسایل آزمایش می رویم. این بار 2 قدم از كاغذ گرد دورتر شوید و كارهای مرحله ی قبل را انجام دهید. آن قدر سر خود را جا به جا كنید تا شكلی شبیه شكل زیر ببینید.

اگر بدانید كه مدار ماه به دور زمین بیضی شكل است، حتماً می‌توانید در مورد عكس قبل توضیح دهید. در شكل زیر، با رسم پرتوهای مناسب سایه و نیم سایه را مشخص كنید.

حال بگویید مورچه ی نقطه ی A چه قسمتی از خورشید را می‌بیند. با این آزمایش هم خورشید گرفتگی حلقوی را شبیه سازی كردیم . آیا می توانید بگویید عكس زیر مربوط به چه پدیده ای است؟