Obtenção da constante de Planck usando leds

Relatório 5 – Obtenção da constante de Planck usando leds

Andrey Willian Marques Pinto - 201420603;

Eduardo Crispim Eleutério cunha -  201421677;

Eduardo da Silva Afonso - 201421374;

Matheus Aparecido Melo freire - 201310732;

Wilian Henrique Souza – 201421002.

Turma 22A de Laboratório de Física IV

Lavras, 03/02/2016

Resumo

O fenômeno da quantização da energia proposta por Max Planck nos diz que a troca de energia entre a radiação e os "osciladores" se dá de maneira “quantizada”, através disso, Planck conseguiu formular a quantidade de energia de um fóton, acrescentando uma constante que ficou conhecida pelo seu nome. Seu valor é de aproximadamente: h=6,62607004 × 10-34 J.s

Através do seguinte experimento foi possível estimar o valor da constante de Planck, fazendo uso de LEDs, e um dispositivo para verificar a tensão de acendimento dos mesmos.

Os valores encontrados para a constante de Planck, não se diferem muito do seu valor tabelado, o que nos mostra que os procedimentos foram satisfatórios.

Introdução

Em meados de 1900, o físico alemão Max Planck, começou a introduzir a ideia de que a energia seria considerar uma grandeza discreta, o que ia na contramão dos preceitos da Física Clássica, segundo ele sugeriu, a energia ocorria em pequenas porções, ou quanta(plural de quantum). Partindo desse contexto, e admitindo-se que um átomo vibre com uma frequência v, quer fosse para dar origem ás raias espectrais da lâmpada de hidrogênio ou a emissão de um corpo negro, a energia associada E pode existir apenas em quantidades bem definidas E = hv, onde h é a constante de Planck.

Através do comprimento de onda dos leds, é possível encontrar a constante de Planck.

Os LEDs (de light emitting diode) também conhecidos como diodos emissores de luz, são capazes de atingir essa emissão quando são percorridos por uma corrente elétrica. Esta emissão de luz ocorre quando electrões transitam entre estados de diferentes energias ao passarem na junção entre os dois tipos (n e p) do material semicondutor de que é feito o díodo. A diferença de energia entre estes estados é uma propriedade do material semicondutor. 

Assim polarizando-se o LED no sentido direto, isto é, do anodo para o catodo, haverá corrente se a diferença de potencial aplicada no LED for maior do que a energia da potencial da barreira, essa diferença de energia entre estes estados é uma propriedade do material semicondutor. Os LEDs comerciais são fornecidos com o material semicondutor encapsulado (plástico) e com dois terminais, sendo o mais longo o positivo (lado p).

[pic 1]

Materiais utilizados

- Fonte de tensão de 30 V

- Protoboard

- LED’s de cores diferentes

- Resistor de 100 Ω

- Rede de difração

- Lente de distancia focal 10 cm

- Anteparo

- Cavaletes

- Régua

- Fita crepe.

Metodologia teórica

Com um circuito montado de um LED conseguimos obter a curva i-V deste dispositivo. A curva do LED, assim como a de um diodo, possui um comportamento não ôhmico, ou seja, ele precisa de um potencial mínimo que que possa conduzir. Com a curva i-V deste dispositivo podemos então, prolongando-a, obter este potencial que da inicio a emissão de luz do LED. A energia eletrostatia é então: