Descreva um procedimento experimental para determinar a constante de Planck h medindo a tensão limiar V de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Descreva um procedimento experimental para determinar a constante de Planck h medindo a tensão limiar V de vários LEDs de diferente comprimento de onda ?. Indique equipamentos, equações (E = h·f, f = c/?, eV ˜ h·f), tratamento de dados e faça um cálculo exemplo com V = 1,80 V e ? = 650 nm. Use e = 1,60×10^-19 C e c = 3,00×10^8 m·s^-1.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Montagem: LEDs, fonte ajustável, amperímetro, voltímetro, filtro e gabarito para ?. Medir Vlimiar (corrente pequena) para cada LED; registrar ? (espectrômetro ou fabricante). Equações: Eph = h·f, f = c/?, eV = h·c/? ? h = eV·?/c. Exemplo numérico: h = (1,60×10^-19 C · 1,80 V · 650×10^-9 m)/(3,00×10^8 m·s^-1) = 6,24×10^-34 J·s. Tratamento: plotar eV versus 1/? ou V versus 1/? e ajustar linearmente; coeficiente angular fornece h/c. Estimar incertezas a partir das repetição das medidas de V e da precisão de ?; propagar erro em h.
Explicação
O procedimento experimental descrito permite a determinação da constante de Planck ao relacionar a tensão limiar dos LEDs com o comprimento de onda, utilizando as equações que conectam energia, frequência e comprimento de onda. O exemplo numérico ilustra como aplicar os dados medidos para calcular h, enquanto o tratamento de dados com gráficos possibilita a extração do valor de h a partir da análise linear. A consideração das incertezas garante maior precisão nos resultados obtidos.
Raio-X da questão
constante de Planck
avaliacao
equações de ondas e luz · medidas de tensão e comprimento de onda
Revisar a relação entre energia, frequência e comprimento de onda.
O aluno pode confundir a relação entre tensão e comprimento de onda, não aplicando corretamente as equações para calcular a constante de Planck.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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