Las sombras se forman cuando la luz brilla sobre un objeto. Si bien este es un concepto simple, el volumen de la sombra detrás del objeto puede revelar fenómenos sorprendentes. Por ejemplo, un eclipse lunar ocurre solo cuando la luna está llena y cuando atraviesa parte de la sombra de la Tierra. Los físicos describen el volumen de las sombras en términos de umbra y penumbra.

TL; DR (demasiado largo; no se leyó)

La umbra es la parte más oscura de la sombra, mientras que la penumbra es la más clara. porción en los bordes.
Raíz de origen

Umbra y penumbra son latinas. El término "umbra" significa sombra. La "pluma" en penumbra deriva del latín "pendere", que significa colgar. La penumbra "cuelga" de la umbra; la penumbra es el sombreado más claro que resulta cuando una fuente de luz brilla sobre un objeto.
La Umbra

En física, la umbra se refiere a la parte más oscura de la sombra. Si apunta una fuente de luz directamente a un objeto, la porción más negra de la sombra directamente detrás del objeto es la umbra de la sombra. En astronomía, si el sol brilla directamente sobre el hemisferio occidental de la tierra, el hemisferio oriental está bañado en la oscuridad y los objetos detrás de la tierra (como la luna u otros planetas) están en la umbra de la tierra.
La Penumbra

Penumbra se refiere al sombreado más claro que cuelga en las afueras de la umbra. La penumbra no es una verdadera sombra. La base de conocimiento de diseño y simulación de iluminación describe la penumbra como un gradiente: el sombreado disminuye gradualmente de la sombra a la luz a medida que la penumbra se estira lejos de la umbra.
Aplicación: eclipse lunar

Un eclipse lunar ocurre cuando la luna pasa a través de la sombra de la tierra. Hay tres tipos de eclipses lunares. Un eclipse lunar penumbral ocurre cuando la luna pasa a través de la penumbra terrestre. Según MrEclipse.com, los eclipses penumbrales son difíciles de observar. Los otros dos tipos de eclipses son eclipses parciales y totales. Ambas ocurren cuando la luna atraviesa la umbra de la tierra.
Formando una Umbra y Penumbra

Puedes experimentar con umbras y penumbras en casa. Encuentre una pared en blanco y coloque una fuente de luz de 6 a 10 diez pies de distancia. Encienda la luz y párese entre la fuente de luz y la pared. Toma nota de tu sombra en la pared. A medida que te acercas a la pared, la parte más oscura de la sombra, la umbra, se oscurece y la sombra parcial, la umbra, comienza a desvanecerse más completamente en la umbra. A medida que te alejas de la pared, tu sombra crece y la umbra gradualmente da paso a la penumbra.