2. V tieni obrov vzorové riešenie

Zadanie

Kvík si počas svojho posledného pobytu na Lomničáku vyšiel na terasu v podvečerných hodinách. Výhľad ho nadchol natoľko, že vytasil svoj aparát a urobil niekoľko fotografií. Keď si ich doma prezeral, všimol si niečo zaujímavé. Tieň Lomničáku bol výrazne tmavší než tiene ostatných štítov. Viete mu vysvetliť, prečo je to tak?

Fotografia vo väčšom rozlíšení je tu.

Začnime s tým, že si vyjasníme, čo to vlastne samotný tieň je. V bežnom ponímaní to je akési miesto, kam dopadne menej svetla ako do jeho okolia. Zo skúsenosti vieme, že ak položíme pred dráhu lúča nejaký predmet, lúč sa predmetom buď pohltí (čierne telesá), odrazí (zrkadlo) alebo prejde cez materiál (sklo). V prvých dvoch prípadoch nám svetlo na druhú stranu každopádne neprejde a za predmetom sa vytvorí tieň. S tým sa bežne stretávame v uzavretých miestnostiach s lampou alebo baterkou.

V prírode je zdrojom žiarenia samotné Slnko. Pri pohľade na oblohu počas dňa však nevidíme tmavý vesmír alebo vzdialené hviezdy. Vidíme oblohu modrej farby. Tá však nevzniká náhodou, ale rozptýlením slnečných lúčov v atmosfére. Svetlo ktoré k nám prichádza sa skladá z viacerých vlnových dĺžok (slnečného spektra). Pre viditeľné svetlo platí, že čím je daná vlnová dĺžka kratšia, tým viac sa na molekulách vzduchu rozptýli.

Modré svetlo sa teda rozptyľuje v atmosfére v atmosfére najviac, čo má za následok oblohu modrej farby počas dňa. Každý kúsok priestoru, kam dopadne žiarenie, si teda vieme predstaviť ako veľmi slabý zdroj, ktorý vysiela primárne modré žiarenie. Vzdialené objekty sa vďaka tomu javia viac namodralé, keďže medzi pozorovateľom a objektom je veľa priestoru na rozptýlenie modrého svetla.

Podobne to teda funguje aj s tieňom. Pri pohľade naň sa taktiež pozeráme cez vrstvu vzduchu, kde sa nám môže rozptyľovať svetlo, ktorého intenzita je priamo úmerná priemamu žiareniu. Ak sa pozeráme na vlastný tieň, pozerám sa cez neožiarený vzduch kde prakticky žiadne priame žiarenie nieje. Pri pohľade na cudzí tieň však hľadíme cez vrstu vzduchu ktorá ožiarená je. Následkom toho dopadne na tieň a do nášho oka viac rozptýleného svetla ako pri pohľade na vlastný tieň. Čím ďalej sa tieň nachádza, tým väčší objem vzduchu je medzi našimi očami a tieňom. Vďaka tomu bude tieň svetlejší a svetlejší.

Pri pohľade na tieňe štítov vidíme skokové rozdieli. Tie sú spôsobené ich vzdialenosťou od povrchu zeme. Nachádza sa teda medzi vrchmi a tieňmi väčší objem vzduchu a teda na tieň dopadá väčšie množstvolúčov. Niektorým týmto lúčom môže tieniť Lomnický štít, čo vysvetľuje ostré rozhranie odtieňov.