Umbra, Penumbra, dan Antumbra: Mengapa Ada 3 Bayangan?

Dalam gerak edarnya, Bumi dan Bulan ( karena sinar Matahari ) melemparkan 3 bayangan berbeda yang menyebabkan berbagai jenis gerhana matahari dan bulan. Kenapa ada 3 bayangan?

Umbra, penumbra, dan antumbra Bulan.

Jenis Gerhana Tergantung pada Jenis Bayangan

Jika bayangan Bulan jatuh di Bumi, kita bisa melihat gerhana matahari dan jika bayangan Bumi yang jatuh di Bulan menghasilkan gerhana bulan . Ada berbagai jenis gerhana matahari dan bulan, Gerhana matahari bisa total , parsial , atau annular sedangkan gerhana bulan bisa total , parsial , atau penumbral .

Jenis gerhana yang kita alami tergantung pada jenis bayangan yang terlibat. Keduanya, Bulan dan Bumi memberikan 3 bayangan: sebuah umbra ,sebuah penumbra ,dan sebuah antumbra . Umbra adalah bagian tengah gelap bayangan, sedangkan penumbra dan antumbra adalah berbagai jenis setengah-bayangan.

Eksperimen Bayangan

Untuk memahami mengapa Bumi dan Bulan memiliki 3 jenis bayangan, mari kita mulai percobaan kecil. Jumlah dan jenis bayangan yang dibuat oleh objek, tergantung pada ukurannya terkait dengan ukuran sumber cahaya. Namun, ukuran absolut mereka tidak relevan, sehingga bola basket yang diterangi oleh lampu besar menghasilkan bayangan yang sama dengan Bulan yang diterangi oleh Matahari.

Jadi bayangkan Anda berada di ruangan tanpa jendela dengan 1 sumber cahaya dan 1 benda bundar yang melemparkan bayangan, katakanlah, bola basket. Sumber cahaya dan bola basket sama tingginya dengan kepala Anda. Anda berdiri di sisi bola persis berlawanan dengan sumber cahaya, jadi urutannya adalah: sumber cahaya – bola basket – Anda.

Eksperimen 1: Hanya Umbra

sumber cahaya adalah senter kecil yang menunjuk ke arah Anda. Jika Anda melihat ke arah lampu dari belakang bola basket, maka sama sekali tidak terlihat karena bola menghalangi pandangan, dan sinar cahaya tidak mencapai Anda. Bayangan bola seragam, hanya memiliki umbra.

Jika Anda bergerak ke samping, senter menjadi terlihat setelah Anda meninggalkan bayangan.

sumber cahaya hanya menyebabkan Umbra

Eksperimen ke-2: Umbra dan Penumbra

Sekarang sumber cahaya adalah lampu bundar yang diameternya sedikit lebih kecil dari bola basket. Jika Anda sejajar dengan lampu dan bola, tidak ada cahaya yang terlihat karena Anda berada dalam umbra bola. Namun, saat Anda bergerak diantara kedua sisi, sebagian dari sumber cahaya menjadi terlihat. Itu penumbra.

Jika Anda bergerak lebih jauh ke samping sampai Anda dapat melihat semua permukaan lampu, Anda telah meninggalkan penumbra.

sumber cahaya dengan permukaan lebih besar dan diameter lebih kecil dari bola menyebabkan 2 bayangan

Eksperimen ke-3: Umbra, Penumbra, dan Antumbra

Dalam percobaan ini, sumber cahaya adalah lampu bundar lain, tetapi kali ini memiliki diameter lebih besar dari bola (2x lipat). Bayangkan sekali lagi bahwa Anda melihat lampu dari balik bola. Selama jarak Anda cukup dekat, ukuran bola melebihi lampu sehingga Anda berada di dalam umbra, dan lampu tidak terlihat.

Namun, saat Anda menjauh dari bola, ukuran bola tampak berkurang. Pada titik tertentu, bola basket akan tampak lebih kecil dari lampu. Cincin cahaya akan muncul di sekitar bola saat tepi luar lampu mulai terlihat. Anda baru saja memasuki antumbra bola basket.

Jika diameter sumber cahaya melebihi objek, jenis bayangan ketiga muncul pada jarak tertentu dari objek: antumbra.

3 Bayangan, 6 Jenis Gerhana

Tata surya kita menyerupai pengaturan percobaan terakhir. Matahari adalah sumber cahaya yang sangat besar, diameternya melebihi bumi dan bulan. Ini berarti bahwa, dalam gerak edar mereka di alam semesta, kedua objek menghasilkan semua 3 jenis bayangan.

Tergantung pada jenis bayangan yang terlibat, kita dapat mengalami 3 jenis gerhana matahari dan 3 jenis gerhana bulan yang berbeda di Bumi:

Gerhana Umbra

Bayangan umbra dapat menghasilkan gerhana berikut:

Gerhana matahari total – umbra Bulan jatuh di permukaan bumi, dan pengamat berada di dalam umbra.

Gerhana bulan total – umbra bumi sepenuhnya menutupi Bulan.

Gerhana bulan sebagian – umbra bumi hanya mencakup sebagian dari bulan.

Gerhana Penumbra

Bayangan penumbra terlibat dalam gerhana ini:

Gerhana matahari sebagian – penumbra Bulan jatuh di permukaan bumi, dan pengamat berada di dalam penumbra.

Gerhana bulan parsial – penumbra bumi menutupi area permukaan Bulan yang terlihat yang tidak tercakup oleh umbra.

Gerhana bulan Penumbral – penumbra bumi menutupi seluruh atau sebagian Bulan, umbra melewatkannya.

Gerhana Antumbra

Bayangan antumbra hanya dapat menyebabkan 1 jenis gerhana:

Gerhana matahari annular – antumbra Bulan jatuh di permukaan bumi, dan pengamat berada dalam antumbra.