Schatten [1]

Schatten, der dunkle Raum hinter einem von einer Lichtquelle beleuchteten undurchsichtigen Körper, in den dieser die geradlinig sich fortpflanzenden Lichtstrahlen zu dringen verhindert. Ist die Lichtquelle ein Punkt (Fig. 1 J), so bildet der S. einen nach hinten sich erweiternden Kegel, der von den Strahlen begrenzt wird, die vom leuchtenden Punkt aus an der Oberfläche des schattenwerfenden Körpers, diesen berührend, hinstreifen; die Linie der Berührungspunkte trennt die vordere beleuchtete von der hintern dunkeln Seite des Körpers.

Fig. 1. Schatten.

Wird der Gegenstand gleichzeitig von zwei punktförmigen Lichtquellen beleuchtet, so erscheinen die S. auf einem weißen Schirm nicht schwarz, sondern grau, da jeder durch die andre Lichtquelle erhellt wird. Sind die beiden Lichtquellen verschiedenfarbig, z. B. gelbes Lampenlicht und bläuliches Himmelslicht, so erscheinen die S. entsprechend gelb und blau gefärbt (farbige S.). Sind die beiden Farben komplementär, so erscheinen die farbigen S. auf weißem Grund, da die gleichzeitig von beiden Farben beleuchteten Stellen weiß erscheinen müssen. Ist die Lichtquelle räumlich ausgedehnt (Fig. 2 A), so entspricht jedem ihrer unzählig vielen Lichtpunkte ein solcher Schattenkegel; derjenige Raum hinter dem undurchsichtigen Körper, der allen diesen Kegeln gemeinschaftlich ist, empfängt von der Lichtquelle gar keine Strahlen und wird Kernschatten genannt (B S); er ist umschlossen von einem nach hinten sich erweiternden kegelförmigen Raum, der immer noch von einem Teil der Lichtpunkte Strahlen empfängt und somit teilweise erleuchtet ist, dem Halbschatten.

Fig. 2. Kern- und Halbschatten.

Auf einer bei m n in den Schattenraum senkrecht zur Achse des Kegels gehaltenen Ebene entsteht das in der Figur seitwärts dargestellte Schattenbild; der Schlagschatten, völlig dunkler Fleck, dem Kernschatten entsprechend, ist umgeben von einem weniger dunkeln Hof, dessen Dunkelheit nach außen hin stetig abnimmt und am Rand allmählich in die volle Beleuchtung übergeht Der Schlagschatten ist um so schärfer, je näher dem schattenwerfenden Körper er aufgefangen wird, weil die Breite des verwaschenen Halbschattens um so geringer wird, je mehr man sich dem beschattenden Körper nähert. Ist die Lichtquelle A größer als das Lichthemmnis B, so bildet der Kernschatten einen nach hinten sich verengern den, in einer Spitze S endigenden Kegel, wie das z. B. bei der Beleuchtung der Planeten durch die Sonne der Fall ist; haben Lichtquelle und beleuchteter Körper gleiche Größe, so ist der Kernschatten zylindrisch; er stellt dagegen einen nach hinten sich erweiternden endlosen Kegel dar, wenn der schattenwerfende Körper die Lichtquelle an Ausdehnung übertrifft. Vgl. Schattierung.