La Constante De Planck

La Constante De Planck

Universidad de Panamá

Resumen

En esta experiencia se calcula el valor de la constante de Planck a partir de la corriente y el voltaje dado en un circuito experimental. A cada nivel de voltaje se hace la lectura de la corriente correspondiente, para cada color de LED, obtener una tabla de datos y así construir una gráfica.

Introducción

Un científico alemán llamado Max Planck (1858-1947) fue el responsable de introducir una innovación que cambiaría para siempre el rumbo de la Física.

Probando distintas funciones y haciendo infinidad de cálculos, Planck había encontrado (sin deducirla de principios de la Física) una fórmula que describía muy bien los espectros experimentales de los cuerpos negros.

Esta fórmula se resistía a ser deducida de los principios clásicos. Entonces Planck, sin demasiado convencimiento, se vio obligado a introducir un postulado que no tenía, en principio, ninguna justificación, pero que le permitía predecir perfectamente los espectros de radiación que la naturaleza mostraba. Era el siguiente:

Los osciladores microscópicos responsables de la emisión electromagnética no pueden emitir o absorber cualquier valor de energía. Si el oscilador tiene frecuencia y, sólo emitirá o absorberá múltiplos enteros del cuanto de energía E = hν (donde h es la constante de Planck).

El valor de h es muy pequeño: 6,63x10-34 J.s, y resultó ser una constante universal, fundamental dentro de la teoría cuántica.

Que la energía estuviera cuantizada, que no fuera continua sino discreta, era tan absurdo como suponer que cuando una piedra cae libremente no puede pasar por todas las alturas posibles, sino que va saltando, de una posición a otra más distante sin pasar por las intermedias.

Materiales y métodos

Asegurando que cada uno de los componentes del sistema de la figura 1 tengan la polaridad correcta se arma el arreglo eléctrico que se muestra en dicha figura:

Figura 1 Montaje eléctrico del sistema (Constante de Planck).

Antes de poner el sistema en marcha, girar el control de la fuente DC y activar el sistema. Observe el voltaje en el multímetro dado.

Registre las lecturas de corriente correspondientes a diversos niveles de voltaje comenzando en 1,5 V y aumentando en incrementos de 0,1 V hasta que la corriente sea menor o igual a 25 mA. Cuando haya tomado la última lectura, apague el sistema.

Repita todos los pasos descritos con anterioridad pero utilizando los otros dos LEDs.

Grafique en papel milimetrado (o en una hoja de cálculo), los valores de i vs V para cada LED. Determine el punto donde la curva se vuelve recta e identifique el voltaje correspondiente a este punto.

El voltaje identificado corresponde al voltaje en el cual, la recombinación está produciendo una cantidad significativa de luz.

Calcule ahora, el valor de la constante de Planck para cada LED empleado, sabiendo que:

Donde e corresponde al valor de la carga eléctrica (e = 1,602 x 10 – 19 C) y c, la radipez de la luz en el vacío (c = 3,0 x 10 8 m/s).

Resultados

Tabla 1-a

LED 1 (rojo)

Voltaje (V) Corriente (mA)

1,3 0,0023

1,4 0,0038

1,5 0,030

1,6 0,707

1,63 1,885

1,65 3,82

1,67 6,32

1,70 9,87

1,75 22,6

1,78 29,8

Tabla 2-b

LED 2 (amarillo)

Voltaje (V) Corriente (mA)

1.3 0.0016

1.38 0.0033

1.44 0.0082

1.51 0.0036

1.55 0.0101

1.62 0.495

1.65 0.762

1.7 1.575

1.75 3.07

1.78 3.94

1.8 4.77

1.85 6.93

1.9 8.91

1.95 12.07

2 14.87

2.05 18.81

2.1 23.1

2.15 27.2

Tabla 3-c

LED

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