Senka nastaje kada se između izvora svetlosti i površine na koju svetlost pada nađe predmet koji svetlost ne propušta u dovoljnoj meri. Umesto da zraci stignu do cele površine, deo njihovog puta je prekinut, pa iza predmeta ostaje područje sa manje svetlosti. Zato senka nije zaseban predmet, već posledica rasporeda svetlosti, prepreke i površine na kojoj je posmatramo.
Njen oblik ne određuje samo predmet koji pravi prepreku. Važni su i veličina i položaj izvora svetlosti, udaljenost između izvora, predmeta i podloge, kao i pravac iz kojeg svetlost dolazi. Zbog toga ista figura može imati kratku, dugu, oštru ili razvučenu senku, u zavisnosti od uslova u kojima je osvetljena.
Svetlosni zraci ne mogu kroz neprozirnu prepreku
Svetlost se u homogenoj sredini približno prostire pravolinijski. Kada na njenom putu stoji neproziran predmet, njegovi delovi zaklanjaju zrake koji bi inače stigli do površine iza njega. Na tom mestu nastaje tamnija oblast, odnosno senka. Što je predmet nepropusniji za određenu vrstu svetlosti, veći deo zračenja može biti zaustavljen.
Jednostavan primer je lopta postavljena između lampe i zida. Deo zida koji se nalazi iza lopte ne prima direktnu svetlost iz lampe, pa izgleda tamnije od okolnog prostora. Oblik te oblasti zavisi od toga kako se putanje zraka šire od izvora prema predmetu i dalje ka zidu.
Veličina izvora menja oštrinu ivice senke
Kod veoma malog ili udaljenog izvora svetlosti zraci dolaze iz pravca koji je međusobno veoma sličan. Tada granica između osvetljenog i neosvetljenog dela može biti relativno oštra. Zato sunčeva svetlost u određenim uslovima može da napravi jasno uočljivu senku predmeta, naročito kada nema mnogo rasute svetlosti.
Kada je izvor svetlosti veći, različite njegove tačke šalju zrake pod različitim uglovima. Predmet tada ne zaklanja svaki deo izvora na isti način. Pored najtamnijeg dela može se pojaviti polusenka, odnosno prelazna oblast u kojoj do površine stiže svetlost iz samo dela izvora. Zbog toga ivica senke može izgledati mekše.
Isto se vidi kod obične lampe. Ako je sijalica mala i udaljena, senka predmeta može imati prilično jasne ivice. Ako je izvor veći ili je predmet blizu izvora, ivica postaje manje određena. Dakle, oštrina senke zavisi i od geometrije osvetljenja, a ne samo od osobina predmeta.
Udaljenost može da izduži ili smanji senku
Položaj predmeta u odnosu na izvor i podlogu snažno utiče na dimenzije senke. Kada se predmet približi površini na kojoj senku posmatramo, oblast koju zaklanja obično ostaje sličnija njegovom stvarnom obliku. Kada se predmet udalji od podloge, zraci mogu da formiraju veću projekciju prepreke, pa senka postaje duža ili šira.
Ako se, na primer, mala figura postavi blizu lampe, a zid se nalazi dalje iza nje, njena senka na zidu može biti višestruko veća od same figure. Pomeranjem figure menja se i odnos između udaljenosti izvora, prepreke i zida, pa se menja veličina projekcije. To je isti geometrijski princip koji se koristi i kod projekcije slike.
Zbog toga se oblik senke može menjati čak i kada predmet miruje. Dovoljno je pomeriti izvor svetlosti ili površinu na koju pada svetlost. Predmet ostaje isti, ali se menjaju uglovi pod kojima njegovi rubovi zaklanjaju zrake.
Zašto senka nekad izgleda izobličeno?
Senka ne mora verno da ponovi izgled predmeta. Kada svetlost dolazi pod kosim uglom, projekcija može biti izdužena u jednom pravcu. Ravan predmet postavljen ukoso zato može ostaviti senku koja izgleda mnogo duže nego što je njegova stvarna dimenzija. Kod trodimenzionalnih predmeta dodatno se preklapaju projekcije različitih delova.
Oblik podloge takođe može promeniti ono što vidimo. Na ravnom zidu senka se projektuje na jednoj ravni, dok na zakrivljenoj ili neravnoj površini njena projekcija može biti deformisana. Zato ista prepreka ne mora imati isti vizuelni oblik senke na podu, zidu i drugim površinama.
Pored geometrije, u stvarnim uslovima postoji i rasuta svetlost. Svetlost se može odbijati od zidova, poda, neba i drugih površina, pa senka retko bude potpuno crna. Ona je obično samo tamnija od neposredno osvetljenog okruženja.
Sunce je primer koji stalno menja geometriju senke
Tokom dana položaj Sunca na nebu se menja, pa se menja i pravac iz kojeg svetlost stiže do predmeta. Zbog toga se menja pravac pružanja senke, ali i njena dužina. Kada je Sunce niže iznad horizonta, senke su uglavnom duže, dok su oko perioda kada je Sunce visoko kraće, uz zavisnost od geografskog položaja i datuma.
Ovaj efekat je lako uočiti na drvetu, ogradi ili čoveku koji stoji na otvorenom prostoru. Isti predmet ujutru i kasnije tokom dana može imati potpuno drugačiju senku, iako se njegove dimenzije nisu promenile. Promenio se samo položaj izvora svetlosti u odnosu na prepreku i tlo.
Suština je zato jednostavna: senka je posledica zaklanjanja svetlosti, a njen oblik predstavlja projekciju prepreke pod određenim uslovima osvetljenja. Što se promene izvor, ugao svetlosti, udaljenosti ili podloga, promeniće se i ono što vidimo kao senku.
