Viele Lichtquellen leuchten von einer Fläche aus. Am Schattenrand verdeckt der Gegenstand nur einen Teil dieser Fläche. Dort kommt noch etwas Licht an: Dieser Übergangsbereich heißt Halbschatten.
Ein Schatten ist ein Bereich, in den weniger Licht gelangt. Seine weiche Kante kann schon auf dem Tisch entstehen. Sie muss nicht durch ein unscharfes Foto verursacht sein.
Eine Lampe ist selten ein Punkt
Für gewöhnliche Schatten lässt sich Licht in gleichmäßiger Luft als gerade Lichtwege darstellen. Ein undurchsichtiger Gegenstand blockiert einige davon.
Von verschiedenen Stellen einer leuchtenden Fläche kommen unterschiedliche Lichtwege. Ihre Schattenkanten liegen etwas versetzt. Eine vom Gegenstand aus größer erscheinende Lichtfläche erzeugt bei sonst gleicher Anordnung einen breiteren Übergang.
Kernschatten und Halbschatten
Im Kernschatten ist diese Lichtquelle vollständig verdeckt. Im Halbschatten bleibt ein Teil sichtbar. Je mehr von ihr sichtbar ist, desto mehr direktes Licht kann dort ankommen.
Halbschatten bedeutet nicht genau halbe Helligkeit. Die Helligkeit verändert sich über den Rand hinweg. Andere Lampen oder reflektiertes Licht können auch den Kernschatten aufhellen.
Der Abstand zur Wand zählt
Bleiben Lampe und Wand stehen, wird der Übergang gewöhnlich schmaler, wenn du den Gegenstand dicht an die Wand hältst. Weiter von der Wand entfernt kann er breiter werden.
Das gilt für eine ausgedehnte Lichtquelle. Bei mehreren getrennten Lampen können zusätzlich mehrere Schatten entstehen. Größe und Dunkelheit eines Schattens allein verraten nicht, wie weich seine Kante ist.
Eine Karte, zwei Abstände
- Richte eine kühl bleibende LED-Lampe mit einer leuchtenden Fläche auf eine weiße Wand. Halte eine undurchsichtige Postkarte dazwischen, zuerst dicht vor die Wand. Beobachte die Schattenkante.
- Lass Lampe und Wand unverändert. Bewege nur die Karte langsam zur Lampe hin. Vergleiche die Breite des weichen Übergangs, nicht nur die Größe des Schattens.
- Bewege die Karte zurück. Wird der Rand wieder schmaler? Ist kaum ein Unterschied sichtbar, kann die leuchtende Fläche deiner Lampe sehr klein sein. Weitere Lampen und helles Tageslicht erschweren den Vergleich.
Verwende eine stabile, kühl bleibende LED-Lampe. Halte Papier vom Leuchtmittel fern und schaue nicht direkt hinein. Verwende keinen Laser oder eine Kerze. Kinder beobachten mit einer erwachsenen Person.
Zum Mitnehmen
Am weichen Schattenrand ist eine ausgedehnte Lichtquelle nur teilweise verdeckt. Lichtfläche und Abstände bestimmen den Übergang.
Warum ist ein Halbschatten heller als der Kernschatten derselben Lichtquelle?
Quellen & Weiterlesen
OpenStax College Physics 2e · The Ray Aspect of Light ↗NASA Science · Eclipse Glossary: Umbra and Penumbra ↗AAPT / NASA HEAT · Concept Questions: Geometrical Optics ↗Exploratorium · Model a Solar Eclipse ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
