Feixe de luz

Um feixe de luz é um conjunto de raios luminosos. Esse tipo de conceito físico é fundamental para a compreensão da óptica geométrica e serve como ponto inicial da Física de partículas

O feixe de luz ou feixe luminoso é um conjunto de raios de luz que podem ser: paralelos, convergentes ou divergentes. Além disso, eles são uma aproximação teórica, porque não é possível observar raios luminosos individuais. Nesse post você verá o que é um feixe de luz, quais são seus tipos e muito mais. Confira!

O que é o feixe de luz

A palavra “feixe” é um conjunto de objetos paralelos que estão colocados próximos uns aos outros. Por exemplo, as cerdas de uma vassoura ou de uma escova de dentes. Dessa forma, o feixe de luz, por definição, é um conjunto de raios luminosos paralelos.

O conceito de feixe luminoso é uma das partes fundamentais da óptica geométrica e na Física de partículas. Nesses casos, os feixes de luz são usados no estudo da interação luminosa, com a matéria ou em aceleradores de partículas, respectivamente. Dessa forma, é possível classificar os feixes em três tipos distintos. São eles: paralelos, convergentes e divergentes.

Tipos de feixes de luz

Os feixes luminosos são classificados em três tipos: paralelos, cônicos convergentes e cônicos divergentes. Veja o que é cada um deles e um exemplo de aplicação de cada.

Paralelos

Quando a fonte luminosa está localizada a uma distância suficientemente grande, pode-se considerar que os raios de luz incidentes são paralelos. Dessa forma, um feixe de luz adotado é classificado como paralelo. Ou seja, todos os raios de luz estão lado a lado e viajam paralelamente entre si.

  • Luz do sol: O sol é uma fonte luminosa primária e está localizado a uma distância suficientemente grande da Terra. Assim, os feixes de luz que chegam aqui podem ser considerados todos paralelos.

Cônicos convergentes

Quando raios paralelos atravessam uma lente e se aproximam entre si, diz-se que esse feixe é convergente. A nomenclatura cônica diz respeito à tridimensionalidade dos feixes. Dessa forma, veja um exemplo deste tipo:

  • Lente convergente: quando um feixe de raios paralelos atravessa uma lente convergente, os raios vão todos para o foco. Nesse percurso, o feixe luminoso é considerado cônico convergente.

Cônicos divergentes

Quando um feixe paralelo atravessa uma lente divergente, os raios se separam. Dessa maneira, esse feixe é chamado de divergente. Além disso, como no feixe convergente, a nomenclatura cônica diz respeito à tridimensionalidade dos feixes.

  • Lente divergente: quando um feixe de raios paralelos atravessa uma lente divergente, os raios partem todos a partir do foco, que é virtual. Nesse percurso, o feixe luminoso é considerado cônico divergente..

A partir dessa classificação, fica fácil entender o que acontece com o comportamento dos raios notáveis em uma lente convergente ou em uma lente divergente. Contudo, é preciso compreender as diferenças entre feixe e raio luminoso.

Feixe de luz X raio de luz

Raio de luz é uma linha imaginária pela qual se assume a propagação da luz. Essa linha, em um meio homogêneo, isotrópico e transparente, viaja em linha reta. Isso acontece devido ao princípio da propagação retilínea da luz.

Entretanto, um feixe de luz é um conjunto de vários raios luminosos que se propagam juntos. Eles podem ser paralelos, convergentes ou divergentes.

Vídeos sobre feixe de luz

O estudo da óptica geométrica pode parecer abstrato. Contudo, a visualização dos conceitos aprendidos facilita seu entendimento. Dessa maneira, veja os vídeos selecionados para entender melhor o que foi visto até aqui.

Conceitos fundamentais da óptica geométrica

O início do estudo da óptica geométrica acontece no entendimento dos seus conceitos fundamentais. Dentre eles, está a compreensão do que é um feixe luminoso. Por isso, assista ao vídeo do professor Marcelo Boaro para entender quais são esses conceitos. Além disso, ao fim da aula, o docente resolve um exercício de aplicação.

Os tipos de feixes de luz

O canal Universo da Física explica quais são os três tipos de feixes luminosos. Ao longo do vídeo são dados exemplos de cada um deles. Além disso, durante o vídeo é realizado um breve experimento ilustrativo para mostrar cada tipo de feixe trabalhado na aula.

Experimento com feixes de luz

Os feixes luminosos se propagam paralelamente em um meio isotrópico, homogêneo e transparente. Essa é a propagação retilínea da luz. Porém, caso algum meio não tenha essas características, os efeitos observados podem ser diversos. Por exemplo, no experimento realizado pelo canal Manual do Mundo, o feixe luminoso não se propaga em linha reta porque o meio não é homogêneo e isotrópico.

A óptica geométrica é uma área muito importante da Física. Ela é responsável por parte do conteúdo de Física no Ensino Médio. Por isso, é crucial compreender bem os seus conceitos. Dessa forma, veja mais sobre os espelhos esféricos.

Referências

Física IV: Óptica e física moderna (2016) – Hugh D. Young et al.
Física: Volume 4 (2008) – David Halliday et al.
Curso de Física Básica: Volume 4 (2014) – Herch Moysés Nussenzveig.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Feixe de luz. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/feixe-de-luz. Acesso em: 19 de January de 2022.

Exercícios resolvidos

1. [Eear]

Considere um observador frente a três anteparos, em um meio homogêneo e transparente, cada um com um orifício em seu respectivo centro, conforme mostra a figura que se segue. Através desses orifícios, o observador consegue enxergar a chama de uma vela devido a um princípio da Óptica Geométrica denominado _________.

a)Princípio de independência dos raios de luz.
b)Princípio de reversibilidade dos raios de luz.
c)Princípio da propagação retilínea dos da luz.
d) Princípio da reflexão dos raios de luz.

Alternativa correta: C.

O princípio que explica a situação descrita é o princípio da propagação retilínea dos raios de luz.

2. [Uece]

A energia solar fotovoltaica é uma das fontes de energia em franca ascenção no Brasil. Dentre os diversos componentes de um sistema solar fotovoltaico, destaca-se o painel solar. De modo simplificado, esse componente é constituído por uma camada de vidro para proteção mecânica, seguida de uma camada formada por células solares e uma última camada, na parte inferior, também para proteção e isolamento.
Sento o vidro um material semitransparente, um raio solar que chega ao painel é

a) parcialmente refletido e totalmente refratado pelo vidro.
b) parcialmente refletido e parcialmente refratado pelo vidro.
c) totalmente refratado pelo vidro.
d) totalmente refletido pelo vidro.

Alternativa correta: B
Os feixes que incidem em um material semitransparente são parcialmente refletidos e parcialmente refratados.

3.

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