Les ombres changent de longueur tout au long de la journée car l’angle sous lequel le soleil brille sur les objets fixes change avec la rotation de la Terre. Par exemple, tôt le matin, lorsque le soleil est près de l’horizon, il projette de longues ombres lorsqu’un objet bloque la lumière. Inversement, lorsque le soleil est haut au-dessus de la tête au milieu de la journée, les ombres deviennent plus courtes, car l’angle du soleil a changé.

L’angle sous lequel les rayons du soleil frappent la Terre change au cours de la journée, mais la position du soleil dans le ciel varie également tout au long de l’année. En été, le soleil trace un arc très haut dans le ciel, tandis que le soleil d’hiver trace un arc très bas dans le ciel, qui s’élève à peine au-dessus de l’horizon aux latitudes extrêmes. Ce changement de trajectoire entraîne également une variation de la température et de la durée du jour au cours de l’année.

Le fait que la position du soleil change au cours de la journée, entraînant ainsi une modification de la forme des ombres créées par sa lumière, est le principe d’un cadran solaire. Un cadran solaire utilise un objet central de projection d’ombre pour projeter des ombres dans un motif circulaire qui change tout au long de la journée.