DETERMINAÇÃO DE CONSTANTE DE PLANCK

ROTEIRO DE LABORATÓRIO: LED E DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE PLANCK.

1. Objetivos da aula:

Abordar o princípio de funcionamento de um diodo semicondutor;
Construir a curva característica de um diodo emissor de luz, LED;
Determinar a constante de Planck.

2. Material utilizado:

Painel Cidepe para determinação da constante de Planck com circuitos para a polarização direta de quatro LEDs (vermelho, amarelo, verde e azul); dois multímetros; uma fonte de tensão; cabos para conexão elétrica.

3. Desenvolvimento teórico.

A constante de Planck, representada por h, é uma das constantes fundamentais da Física. Ela está associada à quantização da energia nos sistemas físicos e foi proposta em 1900 por Max Planck para descrever o comportamento radiação emitida por um corpo negro. Planck propôs que os átomos absorvem e emitem radiação em quantidades discretas de energia, multipla de um quantum dada por:

E = h.f

onde E é a energia de um fóton (quantum de energia) emitido ou absorvido, f é a frequência da radiação. h = 6,626069. 10-34 J.s
O LED é a sigla em inglês para Light Emitting Diode, ou Diodo Emissor de Luz. O LED, figura 1, é um diodo semicondutor que emite luz quando submetido a uma polarização elétrica adequada. Esses dispositivos têm sido cada vez mais utilizados em painéis e “displays” alfanuméricos e ganharão espaço significativo na luminotécnica e produção de imagens. A compreensão de seu de funcionamento permite ainda abordar um dos pilares da Física moderna que é a constante de Plank.

Figura 1. Exemplos de LEDs que serão utilizados (escala milimetrada).

Um semicondutor é um elemento químico de valência quatro. O semicondutor mais utilizado é o silício que na forma cristalina apresenta quatro ligações covalentes com seus átomos vizinhos. Esse material é dito semicondutor porque as camadas de valência e de condução são muito próximas e mesmo na temperatura ambiente alguns elétrons conseguem ocupar a camada de condução,