El siguiente experimento permite calcular la constante de Planck como la pendiente de la recta de la gráfica de "Energía cinética máxima Vs. Frecuencia".
El montaje experimental consta de una fuente de voltaje, un tubo de vidrio en donde se encuentra el material sobre el que incide la luz, un amperímetro, un multímetro (para medir voltaje) y un computador con una camara web. En el experimento se obteniene el voltaje de frenado para cuatro colores de luz diferentes generados con LEDs (Rojo, Amarillo, Verde y Azul).
En la figura se presenta un esquema del circuito que se encuentra en el interior de la caja que contiene al tubo de vidrio. Cuando se pone un LED en el tubo, se observa que la corriente registrada por el amperímetro es diferente de cero gracias a la avalancha de electrones que son arrancados (por acción de la luz incidente) de la placa metálica que llegan a la placa colectora.
Se ajusta la diferencia de potencial entre las placas con el potenciómetro de tal forma que la lectura del amperímetro es prácticamente cero. El voltaje medido por el multimetro corresponde al voltaje de frenado asociado a la frecuencia de la luz LED que se puso en el tubo.
Con la ayuda de una camara web los estudiantes pueden observar las lecturas de los instrumentos de tal forma que pueden indicar cuales son los valores a ingresar en una hoja de excel que permite calcular la constante de Planck. En la hoja de cálculo se grafica el voltaje de frenado Vs. la frecuencia de la luz LED incidente; por medio de una regresión lineal se determina la constante de Planck y la función de trabajo asociada a la placa metálica.
The photoelectric effect using LEDs as light sources - The Physics Teacher PDF
Hoja de cálculo empleada en clase Archivo Excel