A diferença entre eclipse total e parcial e como isso cai no vestibular

Nesta terça (2), vários países da América do Sul, incluindo o Brasil, terão a chance de assistir a um eclipse solar. Mas aqui nós não teremos um eclipse solar total. O Brasil estará sob a penumbra, enquanto Chile e Argentina estarão sob a área da sombra (ou umbra). Quem estiver nesses países testemunhará a Lua encobrir totalmente o Sol.

Mas, afinal, o que determina a área de sombra ou de penumbra do eclipse? É tudo uma questão de óptica. A gente explica o fenômeno e como ele pode ser cobrado no Enem e nos vestibulares.

Formação da sombra e da penumbra

A óptica geométrica é o ramo da física que estuda os fenômenos luminosos e de propagação da luz. Para entender como funciona a formação da sombra e da penumbra, precisamos antes levar em conta dois conceitos da óptica:

• O princípio da propagação retilínea nos diz que em meios homogêneos (como o ar, por exemplo) a luz sempre se propaga em linha reta
• Existem dois tipos de fontes de luz: as chamadas pontuais, que possuem dimensões desprezíveis, e as fontes extensas, que, como o nome sugere, são maiores. O Sol, um dos elementos do nosso eclipse, é uma fonte de luz extensa

A formação de sombra se dá quando uma fonte de luz é colocada diante de um objeto opaco. Como a luz não consegue atravessá-lo, o outro lado do objeto, oposto à fonte de luz, ficará escuro. Essa região escura é chamada de sombra. 

No entanto, a formação somente da sombra, sem a penumbra, se dá apenas quando a fonte de luz é pontual, significativamente menor que o objeto diante dela. Não é o que acontece no eclipse solar. 

No fenômeno, a fonte de luz (o Sol) é extensa, muito maior que o objeto opaco iluminado (a Lua). Nesse caso, observamos a formação não só da sombra, mas também da penumbra. A penumbra pode ser definida como um contorno mais claro ao redor da sombra, que recebe uma pequena intensidade de luz. Onde ocorrem as regiões de penumbra, assistimos a um eclipse parcial. Já nas regiões de sombra, o eclipse é total.

Já caiu no vestibular

A formação da sombra e da penumbra pode ser cobrada no vestibular tanto de uma maneira conceitual – explorando leis como a propagação retilínea da luz, por exemplo – e até inserida em questões de cálculo. Veja algumas vezes em que o assunto já apareceu.

1. (FMTM – MG) O Brasil pôde presenciar, durante a passagem do dia 15 ao 16 de maio, mais um eclipse total da Lua, fato comentado por todos os jornais. Observe a manchete:

Céu limpo realça “show” do eclipse

Em termos astronômicos, o eclipse teve início às 22h05, quando o satélite começou a entrar na zona de penumbra causada pelo bloqueio de parte dos raios do Sol. Nessa fase, o fenômeno não é percebido e praticamente não há diferença no brilho da Lua. O eclipse propriamente dito começou às 23h03, quando a Lua foi obscurecida pela umbra (sombra total) da Terra. Nessa fase – que durou até 2h17 – o satélite adquiriu um tom avermelhado devido ao desvio de parte dos raios de luz na passagem pela atmosfera terrestre.

(O Estado de S. Paulo, 16.05.2003, adaptado)

No fenômeno observado aproximadamente às 0h12, em uma analogia com uma sala onde a única fonte de luz é a de uma lâmpada presa ao teto, é correto associar o Sol à lâmpada da figura:

a) 2, a mesa ao planeta Terra e um dos pontos C à Lua.

b) 2, a mesa ao planeta Terra e o ponto E à Lua.

c) 2, um dos pontos D ao planeta Terra e a mesa à Lua.

d) 1, um dos pontos A ao planeta Terra e a mesa à Lua.

e) 1, a mesa ao planeta Terra e o ponto B à Lua.

2. (UNIRG – TO) O esquema a seguir representa um eclipse solar, no qual a Lua, ao passar entre a Terra e o Sol, produz regiões de umbra (cone de sombra), penumbra e antumbra. Na região da umbra, o eclipse é total (A), na região de penumbra, o eclipse é parcial (C) e na antumbra é anular (B).

Disponível em: Eclipses_solares.en.png >. Acesso em 28 out. 2016. [Adaptado]

Essas regiões acontecem porque os raios que partem do Sol

a) são independentes.

b) interferem-se ao passar pela Lua.

c) são reversíveis.

d) propagam-se retilineamente.

3. (Vunesp) Em 3 de novembro de 1994, no período da manhã, foi observada, uma faixa ao sul do Brasil, o último eclipse solar total do milênio. Supondo retilínea a trajetória da luz, um eclipse pode ser explicado pela participação de três corpos alinhados: um anteparo, uma fonte e um obstáculo. 

1. a) Quais são os três corpos do sistema solar envolvidos nesse eclipse?
2. b) Desses três corpos, qual faz o papel: de anteparo? De fonte? De obstáculo?

RESPOSTAS

1. Alternativa B. O eclipse descrito no texto é o do tipo lunar, e o trecho “…quando a Lua foi obscurecida pela umbra (sombra total) da Terra” evidencia tal ideia. Nesse tipo de eclise, a Lua entra na região de sombra da Terra, onde não pode ser atingida pelos raios de luz provenientes do Sol (tipo de fonte extensa). Por isso, a figura 2 apresenta de forma melhor a situação descrita.
2. Alternativa D. A sombra, a penumbra, a umbra e a antumbra são fenômenos que só ocorrem por causa do princípio da propagação retilínea da luz.
3. A. Sol, Terra e Lua   B. Anteparo: Terra, Fonte: Sol, Obstáculo: Lua