Propongo ai colleghi di fisica di tentare questo semplice e brillante esperimento che realizzerò in questi giorni con la VM presso il laboratorio sede centrale.
Per l'esperimento occorre un cartoncino con fenditure realizzate dallo studente, un foglio bianco per schermo, 1 diodo, 2 pile, 1 molletta da bucato, 1 righello.

Prof. A. Pillitteri


da AIF Anno LI n°2
La misura della costante di Planck: una proposta di attività laboratoriale

ABSTRACT

Durante l’anno scolastico 2014/2015, il Liceo Scientifico Respighi ha attivato il progetto “Fare Fisica: Planck 2.0”, con la finalità di stimolare e valorizzare le eccellenze attraverso l’uso del laboratorio. L’attività è stata impostata su base volontaria, e rivolta agli studenti delle classi quarte e quinte, con l’intenzione di proporre un approfondimento di fisica
moderna. La ricorrenza dell’Anno Internazionale della Luce [1], e l’assegnazione del Premio Nobel per la Fisica del 2014 a tre ricercatori giapponesi, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura per l’invenzione dei LED (Light-Emitting Diode) blu [2], ha fatto ricadere la scelta dell’esperimento su un’attività di misura della costante di Planck tramite la caratteristica tensione – corrente di un LED.
Questo tipo di esperimento è ben noto e utilizzato nella pratica didattica [3], essendo relativamente semplice, sia dal punto di vista operativo sia della teoria essenziale da sapere per comprenderne i risultati. D’altra parte, si presta a diversi approfondimenti, sul piano della fisica coinvolta, dell’apparato sperimentale e
dell’elaborazione dei dati. In questo lavoro presenteremo una versione dell’esperimento studiata appositamente
per stimolare le competenze laboratoriali, integrando gli strumenti “classici” del laboratorio di fisica con la tecnologia per ottimizzare non solo la raccolta e l’analisi dei dati, ma anche la collaborazione e il coinvolgimento degli studenti.
L’esperimento di misura della costante di Planck tramite LED sfrutta il concetto di quantizzazione dell’energia della radiazione elettromagnetica, attraverso la relazione che lega l’energia di ogni “pacchetto” alla sua frequenza:
E = hf dove E è il quanto di energia della radiazione, h la costante di Planck, f la frequenza della radiazione. In sintesi, bisogna quindi riuscire a misurare l’energia e la frequenza dei quanti di radiazione emessi dal LED, per poi ricavare la costante h dal loro rapporto.
Un LED è un diodo che possiede un gap di energia tra banda di valenza e banda di conduzione corrispondente a una frequenza nel visibile, quindi oltre al comportamento classico del diodo (conduce in un solo verso, la caratteristica

di
Samantha Aimi, Liceo Scientifico “E. Mattei”, Fiorenzuola (PC) e Raffaella Raschellà Liceo Scientifico “Lorenzo Respighi” di Piacenza

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