Espectro de emissão de semicondutores - LEDs

Observe o espectro de um LED real arrastando qualquer dos LEDs na parte inferior esquerda da tela e soltando-o no soquete.

Crie as bandas de valência e condução no botão "Adicionar Condução Band". A seta que representa a transição entre a banda de condução e a banda de valência irá aparecer no diagrama de energia. Simultaneamente, o espectro correspondente a esta transição será exibido diretamente abaixo do espectro real do LED.

Assim é possível adequar a largura da transição entre as bandas de modo a obter um espectro próximo do real.

Clique aqui para usar o aplicativo.

Vamos determinar a carga do elétron?

Um dos experimentos mais importantes do inicio do seculo XX foi o que possibilitou a determinação da carga do eletron e a constatação de que qualquer processo de eletrizaçao somente multiplos deste valor podem ser transferidos ou induzidos.
Este é o conhecido experimento de Millikan. Neste experimento uma gota de óleo adquire carga por atrito e é lançada entre as placas de um condensador. A carga da gota é determinada a partir das velocidades de subida e descida. Nesta simulação voce poderá reproduzir este experimento e realizar um estudo estatistico da distribuição de carga destas gotas. Poderá verificar que a menor variaçao possivel é equivalente a carga elementar e que todas as cargas serão multiplos inteiro deste valor.

Para esta simulação clique aqui
Disponibilizamos também um banco de dados com valores de carga de várias gotas de óleo em experimentos reais. Neste banco de dados voce poderá realizar um estudo estatistico e determinar a carga elementar com o correspondente desvio padrão da média. Este é um ótimo trabalho para ser desenvolvido numa abordagem interdisplinar, envolvendo professores de Matemática e Física.
Para o banco de dados clique aqui

Experimento de Franck-Hertz

O experimento de Franck-Hertz mostrou que os átomos só podem absorver energia em valores discretos e bem definidos, ajudando assim a provar o modelo de Bohr para a quantização de energia de elétrons num átomo.
No experimento, um tubo contendo vapor de mercúrio sob baixa pressão era submetido a uma diferença de potencial crescente. Entretanto, ao atingir o valor de 4,9V, a corrente subitamente diminuia. Novo acréscimo no valor da diferença de potencial levava a novos aumentos de corrente. Porém, ao atingir o valor de potencial de 9,8V, ocorria uma nova e súbita diminuição de corrente. A explicação desse fenômeno se baseia em dois aspectos:
os elétrons colidem elásticamente com os átomos do vapor de mercúrio, havendo equilíbrio de energia cinética entre elétrons e átomos do vapor, ficando a parcela maior da energia com os elétrons.
quando se atinge um valor igual ou múltiplo inteiro do menor valor de energia correspondente a diferença de níveis de energia do átomo, a colisão passa a ser inelástica, entregando energia ao átomo de mercúrio, de modo que os elétrons precisam adquirir nova quantidade de energia para atingir a placa coletora.
Fixe uma tensão de filamento e aumente gradativamente a tensão entre agrade e o catodo no simulador abaixo e observe as regiões de colisoes inelastica.

Se preferir acesse o site clicando em
http://phys.educ.ksu.edu/vqm/free/FranckHertz.html

Construa os orbitais!

Tenho perguntado em algumas postagens: onde está o elétron? Na física quântica a posição do elétron dentro do átomo é fornecida pela densidade de probabilidade, que por sua vez, pode ser representada geometricamente pelo orbital.
Este applet explora como orbitais atômicos são moldados e como eles se combinam para fazer a eletrosfera.

Clique aqui para moldar os orbitais.

Pinça Ótica: "manipulando um virus com a luz"

Uma evidência marcante do comportamento dual da luz é sem duvida apinça ótica. Com a ponta dos raios laser, os cientistas conseguem realizar tarefas de altíssima precisão, como agarrar um virus ou soldar a membrana de uma célula. Na Figura “Qualquer coisa que se queira agarrar tem de estar dentro da agua num recipiente raso 1. No infográfico acima, o alvo é uma microesfera de plástico transparente 2. Logo acima fica uma lente essencial, chamada objetiva 3. Ela serve para ajustar o foco do laser 4 no interior da esfera. é que , se a ponta do raio toca o lado esquerdo da bolinha, ela é puxada na mesma direção. E assim por diante: mudando a posição do foco, o operador arrasta o objeto para onde quer.”[Texto retirado de http://www.ifi.unicamp.br/~accosta/pincaoptica.html]

“O Filme apresenta imagens de uma micro-esfera de poliestireno com cerca de 4µm de diâmetro sendo capturada pela pinça. Foi usado um microscópio Nikon Eclipse TE300 para construir a pinça ótica. Isso porque podemos aproveitar todas as facilidades que ele oferece para produção de boas imagens em grande aumento (no Filme 1 o aumento usado foi de 100X). Esse microscópio é invertido, o que significa que o que observamos é equivalente ao fundo de uma piscina de vidro, que corresponde à nossa amostra.
Imagine que o teto da sala onde você se encontra é o fundo de vidro de uma piscina e direcione sua visão a ele. Você vê nesse caso uma imagem semelhante à que é mostrada no Filme 1. O laser está chegando focalizado numa região de cerca de 0.01 µm2, cerca de 1000 vezes menor que a área da bolinha observada, no centro da tela. Propositadamente excluímos a imagem do laser do campo de visão. Observe que num determinado momento uma das bolinhas da tela fica parada enquanto as outras se movem. Ela está presa pela PO e estamos deslocando toda a “piscina” para um lado e para outro. No lugar da bolinha poderíamos manipular células, bactérias e protozoários, sem matá-los, onde se percebe a possibilidade de aplicações em biologia celular.” [ Laboratório de Pinças Óticas UFRJ- Instituto de Ciências Biomédicas, Depto. de Anatomia. ]

Para saber mais sobre pinças óticas clique aqui

O Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas e o Ensino de Física Moderna

Neste sítio o CBPF criou design 3D e navegação interativa para explorar os experimentos e conceitos importantes da Física Moderna.

É destinado a estudantes do Ensino Médio e professores.

Clique aqui para acessar.