Experimentation in the teaching of Modern Physics: Photoelectric Effect with neon lamp and LEDs

Authors

  • Dario Eberhardt Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre
  • João Bernardes Da Rocha Filho Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre
  • Regis Alexandre Lahm Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre
  • Pedro Barros Baitelli Aluno da Escola Monteiro Lobato, Porto Alegre

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2017v34n3p928

Abstract

The article presents an experiment aimed at the teaching of Physics in High School, specifically the Photoelectric Effect, and it aims to support the teacher or serve as an inspiration for the proposition of other didactic activities. The experimentation consists on the exposure of a neon lamp to the lights of different wavelengths emitted by varied LEDs. The photoelectric current is measured on electrodes of the neon lamp, verifying that it has definite direction; the effect occurs when the wavelength of the applied light is less than a certain limit, and; the intensity of the photoelectric current depends on the intensity of the light applied, in agreement with the current scientific model of the phenomenon. This text also includes many decisive moments of the history of the Photoelectric Effect, characteristics of similar experiments using ultraviolet light, the electron work function of the metals of the electrodes and the ionization energy of the gases inside the lamp.

Author Biographies

Dario Eberhardt, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre

Possui doutorado em Micro Eletrônica pela UFRGS(2014), mestrado em Engenharia de Materiais pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (2005). Leciona na Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. Atualmente realiza pesquisas na área de catalisadores, produção de hidrogênio por fotocatálise e deposição de filmes finos por processos físicos. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Geração da Energia Elétrica, atuando principalmente nos seguintes temas: fontes renováveis de energia, energia solar, módulos fotovoltaicos, células solares, catalisadores em substrato em pó e produção de nanopartículas.

João Bernardes Da Rocha Filho, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre

Pós-doutor em Enseñanza de las Ciencias (Facultad de Educación/PUC Chile); doutor em Engenharia, Metrologia e Instrumentação (LABMETRO/UFSC); mestre em Educação (FACED/PUCRS); especialista em Metodologia do Ensino Superior (FACED/PUCRS) e em Psicossomática (FACIS/SP); licenciado em Física (FAFIS/PUCRS) e em Matemática (CLARETIANO/SP); bacharel em Filosofia (UNISUL/SC); técnico em Eletrônica (IM/SP) e em Análises Clínicas (CSA/RS). Atua como professor titular da FAFIS/PUCRS e professor permanente do Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemática (PPGEDUCEM/PUCRS). Atuou como metrologista em Eletricidade, Tempo e Frequência no LABELO/PUCRS, como professor concursado da Secretaria de Educação do Estado do Rio Grande do Sul (SEDUC/RS) e em escolas particulares de EF, EM e EJA, além de lecionar em cursos de Pós-graduação da Sociedade Brasileira de Psicooncologia (SBPO/RS) e da Associação Brasileira de Medicina Psicossomática (ABMP/RS).

Regis Alexandre Lahm, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre

Doutor em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pela UFRGS/IPH (2005) e Mestre em Sensoriamento Remoto pela UFRGS/CEPSRM (1995). Atualmente é professor Dedicação Exclusiva - DE, da PUCRS. Coordena o Laboratório de Tratamento de Imagens e Geoprocessamento - LTIG/Geografia/EH/PUCRS. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em geotecnologias, atuando principalmente nos seguintes temas: sensoriamento remoto, geoprocessamento, cartografia, sequestro de carbono e estimativa de taxas de sedimentação em lagos e lagoas, modelagem de circulação hídrica, desastres naturais e eventos extremos. Ministra as disciplinas de Cartografia, Aerofotogrametria, Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informação Geográfica na graduação dos cursos de Geografia e Geofísica. É professor pesquisador do Instituto do Meio Ambiente e do Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais da PUCRS, onde desenvolve pesquisa de monitoramento de vazamento de co2 através de sensoriamento remoto em campos petrolíferos. Atualmente é professor permanente do PPGEDUCEM da Faculdade de Física da PUCRS. É credenciado no Banco de Avaliadores do Sistema Nacional de Avaliação da Educação Superior – SINAES/INEP/MEC e também membro do Sistema de Consultoria Ad Hoc da CAPES. Nos últimos dez anos publicou mais de 60 artigos em periódicos qualificados, mais de 100 trabalhos em eventos e Organização de Livros e 15 capítulos de livros.

Pedro Barros Baitelli, Aluno da Escola Monteiro Lobato, Porto Alegre

Aluno de Ensino Médio da Escola Monteiro Lobato de Porto Alegre.

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Published

2017-12-08

How to Cite

Eberhardt, D., Da Rocha Filho, J. B., Lahm, R. A., & Baitelli, P. B. (2017). Experimentation in the teaching of Modern Physics: Photoelectric Effect with neon lamp and LEDs. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 34(3), 928–950. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2017v34n3p928

Issue

Vol. 34 No. 3 (2017)

Section

Atividades experimentais no ensino de Física

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