A LOW-COST EXPERIMENTAL APPROACH TO TEACHING ENERGY QUANTIZATION: DETERMINING THE PLANCK CONSTANT WITH ARDUINO AND LED
DOI:
https://doi.org/10.26512/rpf.v8i1.53303Keywords:
Physics teaching. Educational technology. Modern physics. Planck's constant. Arduino.Abstract
This article aims to present an experimental method to determine Planck's constant by calculating the cut-off potential V0 from LED’s with different wavelengths The experiment is designed using Arduino as a central tool in order to make the experimental activity more engaging and attractive for students, with the use of digital technologies. From the characteristic curves of each LED, graphical analysis was used to obtain the cut-off potential and, knowing the corresponding wavelength, it was possible to calculate Planck's constant. This constant was also obtained from the linear adjustment of the cutting potential graph by the frequency of each LED. Given the relevance of Planck's constant in physics, it is believed that this experiment can offer teachers the opportunity to approach concepts of modern physics, such as the quantization of energy, in a more accessible and applied way in the classroom. This will not only enrich students' understanding of the fundamental nature of matter, but also encourage a deeper engagement with the principles of quantum physics.
Downloads
References
ANDRADES, R. N. D. Tecnologia digital educacional para a aprendizagem da dinâmica newtoniana. Orientador: Silvio Luiz Rutz da Silva. 2021. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências e Educação Matemática) - Universidade estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2021.
BROWN, D. Video Analysis and Modeling Tool for Physics Education. Disponível em: < http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/ >. Acesso em: 15 Jul. 2023.
CABERO-ALMENARA, J. Las TIC y las universidades: Retos, posibilidades y preocupaciones. Revista de la Educación Superior, 34(135), 77-100, 2005.
DAMACENO, Luiz Paulo et al. A nova definição do quilograma em termos da constante de Planck. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 41, 2019
DÍAZ-BARRIGA, F. TIC en el trabajo del aula. Impacto en la planeación didáctica. Revista Iberoamericana de Educación Superior, 4(10), 3-21. Doi: 10.1016/S2007-2872(13)71921-8, 2013.
EISBERG, R.; RESNICK, R. Radiação térmica e o postulado de Planck. In: Física Quântica. Rio de Janeiro: Editora Campus, 2005. p. 17.
HERRERA, A. Una mirada reflexiva sobre las TIC en Educación Superior. Revista Electrónica de Investigación Educativa. 17 (1) 1-4, 2015.
KENSKI, Vani Moreira. Educação e tecnologias: O novo ritmo da informática. 3ª ed. Campinas: SP: Papirus. 139 p. 2008.
LISBOA Coutinho Júnior Antônio. Uma proposta experimental de eletricidade com o uso da placa de prototipagem Arduino para o ensino de física. 2021
MARTINS, Marcelo. Dissertação de Mestrado com Título O uso da plataforma microcontrolada arduino no ensino de eletrodinâmica. Bagé - Rio Grande do Sul. 2016.
MEDINA, M. N.; BECERRA, L. O.; LUMBRERAS, Angel. La definición del kilogramo en el sistema revisado. Revista Española de Metrología e-media. España 2019.
MOHR, P. J.; TAYLOR, B. N.; NEWELL, D. B. CODATA Recommended values of the fundamental physical constants. Review of Modern Physics, v. 84, 2012.
MORAN, José Manuel. Ensino e Aprendizagem inovadores com as Tecnologias Audiovisuais e Telemáticas. In: MORAN, José Manuel; MASETTO, Marcos; BEHRENS, Marilda. Novas tecnologias e mediações pedagógicas.17ª ed. Campinas: SP: Papirus. p.11-66, 2010.
NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica. 7. ed. São Paulo: Blucher. v. 3. 2009.
PERKINS, Katherine et al. PhET: Interactive simulations for teaching and learning physics. The physics teacher, v. 44, n. 1, p. 18-23, 2006.
RAYCHAUDHURI B. On the determination of the emission wavelength of an infrared LED with common laboratory instruments, European Journal of Physics, v. 32, n. 4, p. 935, 2011.
WIEMAN, Carl E. Interactive Simulations for Teaching Physics; What Works, What Doesn’t, and Why. In: American Astronomical Society Meeting Abstracts. p. 249.01. 2006.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Journal of the Physics Teacher
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, sendo o trabalho simultaneamente licenciado sob a Creative Commons Attribution License o que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria do trabalho e publicação inicial nesta revista.
Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre).