Universidade Aberta à Escola Pública
Vivenciando a Física através de experimentos simples e simulações computacionais
Experimento de Física moderna: Como determinar a constante de Planck?
Material organizado pelo discente Aennder F. de Sousa e pela profa. Nilva Sales
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A sigla LED vem da expressão inglesa Light-emiting Diode, ou seja diodo emissor de luz. Os
LED’s comerciais mais comumente encontrados são componentes que emitem luz, ou
ondas eletromagnéticas com frequências que podem estar na faixa do visível ou do
infravermelho. Alguns exemplos de aplicações dessas pequenas lâmpadas são os
indicadores de aparelhos eletrônicos, controles remotos, etc.
A forma como um LED emite luz é um em exemplo de processo quântico, ou seja, a energia
só pode ser emitida em “pacotes” ou quantuns de energia e não em valores contínuos.
Assim podemos utilizar a equação abaixo para caracterizar a energia, E, emitida por ele:
, (1)
Sendo é a constante de Planck, que vale e a frequência da radiação
emitida.
Em um circuito elétrico, a energia que o LED recebe para começar a emitir luz vem da
energia elétrica que alimenta o circuito. Assim, podemos dizer que energia por unidade de
carga necessária para o LED emitir sua luz é dada por:
(2)
Sendo e a carga elementar, e V a diferença de potencial aplicada ao circuito.
Desta forma, combinando-se as Eqs. (1) e (2) chega-se a uma equação que relaciona a
frequência da luz emitida pelo LED com a Diferença de potencial aplicada a ele. Assim,
conhecendo-se esses valores é possível determinar experimentalmente a da constante de
Planck, através da expressão (3):
(3)
Então para determinar a constante de Planck é necessário obter o valor de tensão,
frequência e a carga do elétron. Deve-se lembrar de que o experimento visa obter com
precisão a grandeza de devida a imprecisão do valor do comprimento de onda ou
frequência utilizados nos cálculos.
MÉTODO EXPERIMENTAL – ALGUMAS ORIENTAÇÕES
1. Uso do multímetro.
Para a realização desse experimento será necessário o uso de um multímetro que não
acompanha o kit. Contudo trata-se de um equipamento bastante comum e acredita-se que
não será difícil obtê-lo na escola ou até com algum dos alunos. A sua utilização é delicada e
requer alguns cuidados que são indicados a seguir.
