Le ombre si formano quando la luce splende su un oggetto. Mentre questo è un concetto semplice, il volume d'ombra dietro l'oggetto può rivelare fenomeni sorprendenti. Ad esempio, un'eclissi lunare si verifica solo quando la luna è piena e quando attraversa parte dell'ombra terrestre. I fisici descrivono il volume dell'ombra in termini di umbra e penombra.

TL; DR (troppo lungo; non ho letto)

L'ombra è la parte più scura dell'ombra mentre la penombra è più leggera porzione ai bordi.
Radice di origine

Umbra e penombra sono latini. Il termine "umbra" significa ombra. La "penna" nella penombra deriva dal latino "pendere", che significa appendere. La penombra "pende" sull'ombra; la penombra è l'ombreggiatura più chiara che risulta quando una fonte di luce brilla su un oggetto.
L'Umbra

In fisica, l'ombra si riferisce alla parte più scura dell'ombra. Se punti una fonte di luce direttamente su un oggetto, la parte più nera dell'ombra direttamente dietro l'oggetto è l'ombra dell'ombra. In astronomia, se il sole splende direttamente nell'emisfero occidentale della terra, l'emisfero orientale è immerso nelle tenebre e gli oggetti dietro la terra (come la luna o altri pianeti) si trovano nell'ombra terrestre.
La Penombra

Penumbra si riferisce all'ombreggiatura più chiara che pende alla periferia dell'ombra. La penombra non è una vera ombra. La knowledge base sul design e la simulazione dell'illuminazione descrive la penombra come un gradiente: l'ombreggiatura diminuisce gradualmente dall'ombra alla luce mentre la penombra si distende dall'ombra.
Applicazione: Eclissi lunare

Si verifica un'eclissi lunare quando la luna passa attraverso l'ombra della terra. Esistono tre tipi di eclissi lunari. Un'eclissi lunare penumbrale si verifica quando la luna passa attraverso la penombra della terra. Secondo MrEclipse.com, le eclissi di penombra sono difficili da osservare. Gli altri due tipi di eclissi sono eclissi parziali e totali. Entrambi si verificano quando la luna passa attraverso l'ombra della terra.
Formazione di un Umbra e penombra

Puoi sperimentare ombrelli e penumbre a casa. Trova un muro bianco e posiziona una sorgente luminosa da 6 a 10 piedi di distanza da esso. Accendi la luce e posizionati tra la sorgente luminosa e il muro. Prendi nota della tua ombra sul muro. Mentre ti avvicini al muro, la parte più scura dell'ombra - l'ombra - si scurisce e l'ombra parziale - l'ombra --- inizia a svanire più completamente nell'ombra. Mentre ti allontani dal muro, l'ombra cresce e l'ombra gradualmente lascia il posto alla penombra.