Construção de uma maquete experimental automatizada para a determinação da constante de Planck com o auxílio da plataforma Arduíno

Autores

  • Ivanor Nunes Oliveira Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia
  • Jorge Anderson P. Ramos Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia https://orcid.org/0000-0001-9868-1235
  • Wilton Lacerda Silva Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia
  • Valteni Douglas Chaves Instituto Federal Baiano
  • Clênia Andrade Oliveira de Melo Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2020v37n2p828

Palavras-chave:

Ensino de Física, Laboratório Remoto, Plataforma Arduino

Resumo

Ao modelar um corpo radiante como um conjunto de osciladores harmônicos, o físico Max Planck, em 1900, fez a hipótese de que os osciladores das substâncias podem ter apenas um conjunto discreto de energia e, no processo de interação com o campo de radiação, pode mudar sua energia em porções iguais a . A constante de Plancké uma das constantes fundamentais da física, juntamente com outras como, por exemplo, a carga e a massa do elétron, a velocidade da luz e a constante de Boltzmann. Como mostra o subsequente desenvolvimento da física quântica, todos os momentos mecânicos dos átomos, moléculas, elétrons e núcleos são expressos em unidades de . Além disso, a constante de Planck entra numa série de relações que desempenham um papel fundamental na física quântica e que determinam os estados discretos das micropartículas, a dualidade onda-partícula de suas propriedades. No presente artigo, propõe-se determinar a constante de Planck através do estudo das curvas características de LASER´s de semicondutor, obtidas com o auxílio de uma maquete experimental automatizada que contém uma placa Arduino ligada a um circuito eletrônico com tais dispositivos eletrônicos. A maquete experimental é constituída pelas seguintes partes: banco óptico com suportes; régua com zero central, onde se projetam o máximo principal e máximos secundários do espectro da luz emitida pelo LASER, obtidos com o auxílio de uma rede de difração unidimensional com período conhecido; apontador LASER de semicondutor; placa Arduino Uno com circuito eletrônico que se comunica com o computador via USB; computador. A plataforma Arduino para equipamentos técnicos é recomendada para o processo educacional. Tendo em conta a facilidade de programação e a sua capacidade de estudar processos físicos em tempo real, propõe-se utilizar placas Arduino na modernização de laboratórios didáticos de Física Geral automatizados manipulados remotamente.

Biografia do Autor

Ivanor Nunes Oliveira, Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia

Possui graduação em Bacharelado em Física pela Universidade da Amizade dos Povos Patrice Lumumba (1976), mestrado em Física pela Universidade da Amizade dos Povos Patrice Lumumba (1978) e doutorado em Ciências Físico-Matemáticas pela Universidade Russa da Amizade dos Povos (1995). Professor Pleno da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Física do Plasma, Estudo de propriedades óptico-físicas de micropartículas em regime de levitação acústica, atuando principalmente nas seguintes linhas de pesquisa e desenvolvimento: Automatização de experimentos laboratoriais de Física geral, Experimentos demonstrativos de física para a escola de ensino médio e Experimentos demonstrativos de Física geral com o uso da Informática.

Jorge Anderson P. Ramos, Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia

Possui Bacharelado em Física pela Universidade Federal de Viçosa (1995), mestrado em Sensoriamento Remoto pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1999). Doutorado em Engenharia e Tecnologia Espaciais/Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2010) e Pós-Doutorado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2011). É professor Adjunto A desde 1998 na Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, UESB. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Física Estatística e Termodinâmica, atuando principalmente nos seguintes temas: física dos materiais, materiais magnéticos, física de superfície e transição de fase.

Wilton Lacerda Silva, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia

Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais (1994), mestrado em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1997) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal da Bahia (2014). Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia, IFBA, em Vitória da Conquista.

Valteni Douglas Chaves, Instituto Federal Baiano

Mestre em Educação Matemática pelo Programa de Pós-Graduação em Educação Matemática (PPGEM) da Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC). Possui Especializações em Ensino de Matemática e em Ensino de Física pelas Faculdades Integradas de Jacarepaguá (FIJ) e Licenciaturas em Filosofia, pela Faculdade Batista Brasileira (FBB), e em Matemática, pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB). Áreas de interesse de pesquisa são: Experimentos Didáticos de Baixo Custo em Ciências, Epistemologia científica e formação de professores de Matemática. Atualmente, leciona Matemática para o Curso Técnico em Agropecuária Integrado e Técnico em Agropecuária na modalidade PROEJA, bem com a disciplina Fundamentos de Matemática para o Curso de Licenciatura em Biologia no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano (IF Baiano), Campus Santa Inês, BA.

Clênia Andrade Oliveira de Melo, Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia

Possui graduação em Licenciatura Plena em Ciências com Habilitação em Matemática pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (1995), Mestrado em Matemática pela Universidade Federal da Bahia (2004) e Doutorado em Engenharia Industrial pela Universidade Federal da Bahia (2018). Professora Adjunta (DE) da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, onde atua na área de Matemática.

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Publicado

2020-08-12

Edição

Seção

Atividades experimentais no ensino de Física