UNAM FQ LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE ESPECTROSCOPIA Determinación de la constante de Planck Integrantes:
Introducción Uno de los conceptos !s est"d#ados $ enos coprend#dos en la %#stor#a de la c#enc#a %a s#do la l"&' El est"d#o de la #sa se reonta a los est"d#os de Isaac Ne(ton $ C%r# C%r#st st#a #aan an )"$g )"$gen ens s para para dete deter r#n #nar ar el cop copor orta ta# #en ento to de la l"& l"& coo coo onda onda o part part*c *c"l "la' a' S#n S#n e+a e+arg rgo o no ,"e ,"e %ast %asta a los los #n#c#o #n#c#os s de la ec!n# ec!n#ca ca c"!nt# c"!nt#ca ca -"e p"do p"do deter#narse la d"al#dad onda.part*c"la de la l"&' Los pr#nc#pales aportes a este desc"+r##ento se atr#+"$en a Ma/ Planc0 al propo proponer ner la ec"ac# ec"ac#1n 1n de Planc0 Planc022 ec"ac ec"ac#1n #1n +!s#ca s#ca para ara la real eal#&ac #&ac##1n de la teor* eor*a a c"!nt#ca $ otras grandes teor*as2 entre ellas el e,ec e,ecto to ,oto ,otoel el3c 3ctr tr#c #co2 o2 teor teor*a *a desc descr# r#ta ta poster#orente por Al+ert E#nste#n' Desde la ,or"lac#1n de la Ec"ac#1n de Planc0 toda la ,*s#ca poster#or es llaada ,*s#ca oderna' La ec"ac#1n de Planc0 res"lta ser "n concepto ,"nd ,"nda aen enta tall para para la ,*s# ,*s#ca ca22 $a -"e -"e esta esta esta+lec#1 el coporta#ento c"!nt#co de la l"&' Para poder coprender esta ec"ac#1n es ,"ndaental conocer al agente pr#nc#pal de esta ec"ac#1n2 -"e es la constante -"e lle4a s" no+re2 es dec#r2 la constante de Planc0'
Material • • • • • •
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F"ente de poder Ca+les +anana.+anana Ca#anes Res#stenc#a el3ctr#ca5677 Ω8 M"lt#ed#dor LED de color 5se reco#enda el "so de LEDs transparentes -"e e#ten l"& de color8 Cop"tadora Espe Espect ctrro,ot o,ot1 1et etrro de pel* pel*c" c"la la de d#,racc#1n 5ser! constr"#do a part#r de d#st#ntos
ater#ales de ac"erdo al espectro,ot1etro selecc#onado8
Procedimiento Para real#&ar este e/per#ento $ encontrar "n 4alor para la constante de Planc0 arar el s#g" s#g"#e #ent nte e s#st s#ste ea a -"e -"e se pres presen enta ta en la 9g"ra 62 al c"al se #ncorporar! el "lt#ed#d "lt#ed#dor or para deter#na deter#narr la d#,erenc d#,erenc#a #a de potenc#al el3ctr#co'
Figura 1. Circuito eléctrico para la determinación de la constante de Planck
Med#r la d#,erenc#a de potenc#al el3ctr#co necesar#a para encender el LED' Manten#endo la d#,erenc#a de potenc#al el3ctr#co constante2 se "t#l#&ar! el espectro,ot1etro espectro,ot1etro constr"#do para ed#r la long#t"d de onda de la l"& e#t#da por el LED' Para "n correcto ,"nc#ona#ento del espectro,ot1etro espectro,ot1etro se reco#enda "t#l#&ar el prograa de recop#lac#1n de datos en: %ttp:spectral(or0+enc%'org
Tratamiento de datos Deter#nar la energ*a el3ctr#ca del s#stea a part#r de la d#,erenc#a de potenc#al el3ctr#co' E ; e<= 5Ec' 68 •
Dónde representa la energía eléctrica, representa a la carga del electrón y Δ representa la diferencia de potencial eléctrico
'
E ; % - teórico 6.62606957 ×10 -34
Deter#nar la ,rec"enc#a de la onda de l"& a part#r de la 4eloc#dad de la l"&: c ; > 5Ec' ?8 •
79.5 /s *15.9%75 /s %*70.1&7 /s
%6 %? %@
Dónde representa a la velocidad de la lu en el vacío, representa la longitud de onda y representa la frecuencia de onda. @'7E6 @'7E6 '77E6 '?7E6
Esta+lecer la relac#1n entre la energ*a el3ctr#ca $ la ,rec"enc#a de onda de la l"& del LED con lo c"al es pos#+le deter#nar la constante de Planc0' •
,5/8 ; 7/ . 7 R ; 7'
E ; % 5Ec' @8 Dónde representa la energía, ! representa a la constante de Planck y representa la frecuencia de onda
Datos ΔV(volts)
λ(nm)
1.970 1.95 1.99!
750 70 790
E ; e<=
ΔV(volts)
E ; e<= $%.1559&'10 $19 $%.17997'10 $19 $%.19759*'10 $19
1.970 1.95 1.99!
c>;
•
C
;299 792 458
4ac*o
λ(nm)
λ(m)
750
7.50'1 0$7 7.'10$
70
m/s
c>; &'101& +, %.&'101& +,
7
790
7.9'10$ 7
tiene un 4 de error de %0.*14
n6lisis e'#erimental
"#eraciones •
m232-2*'10$%& calculada
%.79'101& +,
Este pract#ca no se p"do real#&ar en el la+orator#o por -"e la Ta+let en n"estro caso no le*a las lect"ras por lo -"e la aestra nos d#o "nos datos para poder %acer los c!lc"los para calc"lar la constante de Planc0
onclusión En esta pr!ct#ca se p"do copro+ar la o+tenc#1n de la constante de Planc0 $ n"estro 4alor no sal#1 "$ aleGado por-"e ,"eron datos e/per#entados no controlados $ con ater#ales con "$ poca prec#s#1n por lo -"e nos sal#1 "n error del @7H
3i8liora:a -tt#s;;es.es#ectros.?les.
-tt#;;<<<.?sica#ractica.com;rec uencia$#eriodo.#-#
