Actividade Experimental T11– Quantização de

Actividade Experimental T11–
Quantização de Energia
Objectivos:
Como estimar a constante de Planck utilizando um circuito eléctrico com LEDS?
Poderão os LEDS ser utilizados em painéis foto voltaicos?
O funcionamento do laser estará relacionado com a quantificação da energia?
Material:
Placa de Teste
Fonte de Alimentação ( 5V)
Resistências
Resistência Variavel (potenciómetro)
Fios Eléctricos (banana - banana, banana - crocodilo)
Fios Eléctricos descarnados
Chave de Fendas
Multímetro
Leds (Verde, Amarelo, Vermelho, Branco, Azul)
Procedimento:
1 – Ligou-se a fonte de alimentação á placa
2- Ligou-se o potenciometro á placa de teste
3- Mediu-se a resistência do potenciómetro através do multímetro
4- Ajustou-se o potenciómetro para adequar a tensão eléctrica ao valor mínimo para ligar o
LED
5- Inseriu-se o LED
6- Mediu-se a tensão eléctrica (V) mínima para manter o LED aceso
2.
3.
Legenda:
1.Fonte de Alimentação
1.
2.Potenciometro
3.Led
Dificuldades:
Por vezes é difícil ajustar a tensão do LED através do potenciómetro, seria preferível uma fonte
de alimentação com tensão regulável.
Cálculo da Constante de Planck:
LED
azul
verde
amarelo
vermelho
comprimento de onda
4,30E-07
5,65E-07
5,90E-07
6,60E-07
e = 1,6 x
c=3x
Tensão
2,34
1,79
1,7
1,72
constante de Plank
5,37E-34
5,39E-34
5,35E-34
6,05E-34
J
m/s
Como é que de tesão em volt passamos para energia?
h=
λ=
h–constante de Planck
Conclusões:
Laser: light amplification by stimulated emission of radiation) – luz amplificada por
estimulação de emissão de radiação.
É possível estimar a constante de Planck através da relação entre a tensão necessária
para ligar um LED e a frequência da luz emitida por este, pelas fórmulas estipuladas
apresentadas acima. Ou seja a constante de Planck é igual á razão entre a energia fornecida a
um LED sobre a frequência da luz emitida por este – que é possível calcular através da fórmula
que relaciona o comprimento de onda á razão entre a velocidade da luz e a frequência,
sabendo que a velocidade da luz é igual a 3 x
m/s., e a partir destas equações foi possível
obter uma estimativa da constante de Planck que foi de 5.54 E-34 J/s
Os laser funcionam na base da excitaçao dos atomos para um mesmo nível de energia
quantificado o que garante a coerencia (todos na mesma fase e energia). Como o numero de
atomos excitados excede o numero de atomos não excitados , quando um atomo excitado
emite um fotão outro atomo é excitado e estimulado a emitir um fotão também , formando
uma especie de ressonancia – emissão estimulada. O funcionamento do laser está assim
relacionado com a quantificação da energia.
O LED é um bom substito das celulas fotovoltaicas pois é um semi condutor tal como
as células fotovoltaicas mas bastante mais barto e vulgar. Para maximizar a energia os LED
devem ser ligados em série.
João
Joao Santos
Rita Rodrigues