Inleiding
Op een zonnige zomerdag kun je het verschil tussen in de zon en in de schaduw zijn goed voelen. Maar als je dan een lekker koel plekje in de schaduw hebt gevonden, kom je een tijdje later toch weer in de zon. Hoe zit dat precies? En hoe ziet schaduw er eigenlijk uit?
Tekening 1: schaduw van een stok
Op dit blad zijn twee situaties getekend. Ze worden van elkaar gescheiden door een horizontale streepjeslijn in het midden van het blad. Beide situaties gaan over de schaduw van een rechtopstaande stok.
Tast eerst de tekening op de bovenste helft van dit blad af.
De horizontale lijn onderaan is de grond. De dikke verticale streep in het midden is een rechtopstaande paal. De evenwijdige lijnen die van rechtsboven naar linksonder lopen zijn zonnestralen.
De stok houdt een deel van de zonnestralen tegen. Daardoor ontstaat er aan de linkerkant van de stok schaduw. De schaduw is in de tekening voelbaar als een driehoek met een stippenvulling. De plaats waar de schaduw op de grond zichtbaar is, is aan de linkerkant van de stok aangegeven met een stippellijn.
Even een paar punten voor de duidelijkheid:
- De zonnestralen staan op de tekening als evenwijdige lijnen, maar in werkelijkheid kun je die stralen niet zien. Je kunt het licht zien en de warmte voelen, maar je ziet geen strepen in de lucht.
- Op de grond is de vorm van de paal te zien. Je kunt deze schaduw niet voelen; het is een vorm zonder dikte. De schaduw in de lucht (de driehoek) zie je niet.
- Achter de stok is het niet pikkedonker. Lichtstralen vallen op oppervlakken en weerkaatsen naar alle kanten. Ook naar de plekken die in de schaduw zijn. Maar op de schaduwplekken komen geen directe lichtstralen. Dat betekent dat er op die plekken minder licht is.
Op de onderste helft van tekening 1 staat weer dezelfde stok. De zonnestralen komen nu van de andere kant. Ze komen ook van een lager punt. Daardoor valt de schaduw rechts van de stok en is deze ook een stuk langer dan op de bovenste tekening.
Dit heeft te maken met de draaiing van de aarde. Je kunt je de stand van de zon in de loop van de dag voorstellen als een boog. In de ochtend komen de zonnestralen vanuit een laag punt in het oosten, in de uren daarna staat de zon steeds hoger en midden op de dag staat de zon ongeveer recht boven ons. Daarna zakt de zon weer, en aan het einde van de dag komen de zonnestralen vanuit een laag punt in het westen.
Als je de bovenste en de onderste tekening met elkaar vergelijkt, voel je dat de stralen in de bovenste tekening van een hoger standpunt komen. Dit zou de situatie om elf uur in de ochtend kunnen zijn. Op de onderste tekening komen de stralen van een laag punt. Dit zou in de zomer de situatie om acht uur 's avonds kunnen zijn.
Hoe hoger de zon staat, hoe korter de schaduwen. In de ochtend komt het zonlicht uit het oosten en valt de schaduw aan de westkant van de stok, en in de avond komt het zonlicht uit het westen en valt de schaduw aan de oostkant van de stok.
Tekening 2: schaduw van een parasol
Bij tekening 2 gaan we kijken wat er gebeurt als je in de schaduw van een parasol gaat zitten. Op dit blad zijn ook twee situaties getekend.
Bij de tekening op de bovenste helft van dit blad voel je onderaan weer een horizontale lijn voor de grond. Het is de situatie van 11 uur in de ochtend. De zon staat vrij hoog.
De middelste zonnestralen vallen op de bolle bovenkant van een parasol. De buitenste stralen vallen langs de parasol. Onder de parasol valt een breed vlak schaduw. In die schaduw zit een poppetje op een tuinstoel met de rug naar de stok van de parasol. Vlak boven de grond voel je de streepjeslijn van de schaduw die op de grond valt.
Voel je dat de tenen van het poppetje in de zon zijn? Als de zon hoger komt en de stralen recht van boven komen, komen de benen van het poppetje ook in de zon.
Bij de tekening op de onderste helft van dit blad is weer de situatie om acht uur in de avond getekend. De zon staat laag. De zonnestralen komen van links en een flink deel ervan schijnt onder de parasol door. De schaduw is langer en smaller dan in de ochtend. De projectie van de parasol op de grond valt niet onder de parasol maar een paar meter verderop. Als het poppetje nog steeds op dezelfde plek, links van de parasol, zou zitten, zou hij nu helemaal in de zon zitten.
Tekening 3: je eigen schaduw
Op tekening 3 is drie keer dezelfde situatie getekend vanaf een ander gezichtspunt.
Linksboven is een poppetje getekend dat met de rug naar de zon staat. Hij staat met zijn rechterarm naar ons toe. De zon staat links boven hem en de schaduw valt voor hem. De zon staat laag want de schaduw is lang. De schaduw is zelfs langer dan het poppetje zelf.
Rechtsboven is hetzelfde poppetje getekend. We kijken nu naar zijn rug. Hij heeft allebei zijn armen in de zij en zijn benen iets uit elkaar.
Linksonder is getekend hoe het er van bovenaf uitziet. Het poppetje staat links. Je voelt in het midden een cirkel. Dit is de bovenkant van zijn hoofd. Aan weerszijden (boven en onder) zitten de schouders en de bovenarmen. En voor de schouders steken de voeten iets uit. De schaduw heeft de vorm van een lang, uitgerekt poppetje. De schaduw is precies even lang als in de tekening linksbovenin. De schaduw zit 'vast' aan de voeten. Tussen de benen schijnt licht door. En ook tussen de armen en het bovenlichaam.
Op deze tekening zit de projectie van de schaduw op de grond aan de voeten van het poppetje vast. Kun je ook loskomen van je eigen schaduw? Ja, dat kan! Als je in de lucht springt, gaat een deel van de zonnestralen onder je door en valt je schaduw een stukje verderop. Maar zo gauw je weer op de grond komt, zit je weer aan je schaduw vast.
Tekening 4: grote en kleine schaduwen van andere lichtbronnen
Licht komt niet alleen van de zon maar ook van andere lichtbronnen zoals een lamp of een kaars. Omdat deze lichtbronnen veel dichterbij staan dan de zon, lopen de lichtstralen niet evenwijdig maar waaieren ze uit.
Op tekening 4 staan weer twee vergelijkbare situaties. Tast eerst de bovenste tekening af. De cirkel helemaal links is een zaklamp. Zaklampen zijn zo gemaakt dat ze naar één kant schijnen met een steeds wijder wordende lichtbundel. De verticale lijn rechts is een muur.
Ongeveer in het midden tussen de lamp en de muur is een kort balkje getekend. Dit is een voorwerp vanaf de zijkant gezien. Dit voorwerp houdt de lichtstralen tegen; erachter is schaduw. De plek op de muur waar de schaduw van het voorwerp te zien is, is net zoals hiervoor aangegeven met een stippellijn.
Op de tekening eronder is het voorwerp dichter naar de lamp toe geschoven. Daardoor worden er meer lichtstralen tegengehouden en is de schaduw op de muur groter.
Als de lichtbron een kaars is, is er nog een bijzonderheid. Omdat de vlam van een kaars in grootte varieert en vaak een beetje beweegt, is de schaduw die door het kaarslicht wordt veroorzaakt ook in beweging: de schaduw danst op de muur.