Constante de Planck

, se podrá expresar como: Por otro lado, la constante de Planck reducida es el cuanto del momento angular en mecánica cuántica.

es el momento angular del sistema medido sobre una dirección cualquiera, por ejemplo la del eje z, estas cantidades solo pueden tomar los valores: Unicode reserva los códigos U+210E (h) para la constante de Planck y U+210F (h con barra) para la constante de Dirac.

Este comportamiento irreal de las teorías clásicas a las altas frecuencias es conocido como «catástrofe ultravioleta».

Planck estaba interesado en dar sentido a este dilema; para lograrlo, decidió considerar la energía absorbida y emitida por el cuerpo negro en forma de «paquetes» discretos.

El nombre cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862 y su idea deriva de la siguiente observación: toda la materia emite radiación electromagnética cuando se encuentra a una temperatura por encima del cero absoluto.

Es más, al aumentar la frecuencia f, la segunda crece indefinidamente mientras que la primera tiende a cero.

En 1887 Heinrich Rudolf Hertz descubrió que una descarga eléctrica entre dos electrodos ocurría más fácilmente cuando sobre uno de ellos incidía luz ultravioleta.

En la época en la que se realizó este descubrimiento, la teoría ondulatoria de la luz era el único modelo disponible.

La teoría ondulatoria, por tanto, no resulta válida a la hora de explicar el efecto fotoeléctrico.

Para justificar el fenómeno, Einstein empleó una idea propuesta por Max Planck en 1900 para explicar una paradoja similar surgida a la hora de interpretar la radiación del cuerpo negro.

La fórmula de Rydberg funcionaba experimentalmente pero no se pudo justificar teóricamente hasta que Bohr introdujo su modelo.

[cita requerida] Los aportes de Bohr a su modelo del átomo se encierran en el segundo y tercer postulados.

Los electrones se mueven en ciertas órbitas circulares permitidas alrededor del núcleo sin emitir energía.

El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra.

Introduciendo los valores de las energías asociadas a cada órbita se obtiene para la frecuencia del fotón emitido o absorbido:

Esta última expresión obtenida a partir de principios cuánticos confirma la fórmula empírica hallada antes por Balmer y utilizada habitualmente por los espectroscopistas para describir la Serie de Balmer —observada desde finales del siglo XIX— en la desexcitación del Hidrógeno y que venía dada por:

[cita requerida] El principio de incertidumbre en una dimensión (por ejemplo, a lo largo del eje x) se escribe:

[16]​[17]​ Al emitir un pulso de luz infrarroja, este se refleja en el objeto y vuelve a la cámara.

Las teorías del efecto Josephson y del efecto Hall cuántico han desempeñado un papel crucial para mostrar la influencia de la constante h en las directrices para las mediciones eléctricas, conforme estas han ido llevando a nuevos dispositivos electrónicos.

[cita requerida] Los diodos led son componentes electrónicos fabricados con materiales semiconductores que, al paso de la corriente eléctrica, emiten luz.

En la práctica los LED se emplean como emisores de luz debido a su alto rendimiento.

En estos semiconductores, las recombinaciones que se desarrollan en las uniones PN eliminan el exceso de energía emitiendo fotones luminosos.

Es una transición no radiativa que, finalmente, produce el calentamiento del diodo en vez de emitir luz.

Los materiales utilizados para los LED tienen una banda prohibida en polarización directa cuya anchura en energías varía desde la luz infrarroja, al visible o incluso cerca del ultravioleta.

Como se ha descrito en el fundamento, un LED requiere alcanzar una cierta tensión aplicada a sus bornes

En el codo de la misma (ver ilustración) y en polarización directa, es precisamente, donde está localizada la tensión

El analizador proporciona la potencia óptica captada por la fibra en función de λ y su resultado viene dado en dBm ( decibelios referidos a 1 mW ).

De entre todos los diodos LED medidos se han seleccionado los siete que mostraban una mayor luminosidad y cubrían razonablemente el espectro óptico.

Conviene observar que precisamente esta es la parte no lineal de la curva característica del diodo.

La intensidad de corriente en esta zona es, como se puede apreciar en la curva para el Led RS rojo, muy débil.

Placa en la Universidad Humboldt de Berlín que reza:
«En este edificio enseñó
MAX PLANCK, el descubridor
del cuanto de acción h,
de 1889 a 1928»
Retrato de Max Planck
Figura animada que representa un rayo de luz incidiendo sobre un cuerpo negro hasta su total absorción
En la gráfica se representa la intensidad de la radiación emitida por el cuerpo negro en función de la longitud de onda a diferentes temperaturas. El máximo de la curva aumenta al ir hacia menores longitudes de onda ( ley de Wien ). Se compara con el modelo clásico de Rayleigh-Jeans a altas temperaturas (5000 K) comprobándose la llamada catástrofe del ultravioleta
Ley de Planck a diferentes temperaturas en función de la frecuencia para la radiación del cuerpo negro
Esquema del efecto fotoeléctrico. Interacción de los fotones sobre una lámina metálica. A consecuencia de la interacción se liberan algunos electrones
Órbita de un electrón alrededor del átomo de hidrógeno
Emisión y absorción de energía en forma de cuantos al pasar de una órbita a otra
Principio de Incertidumbre para la medida simultánea de la posición y el momento de una partícula
Datos simulados de la colisión entre protones con producción de haces de hadrones y electrones. Procedente del detector CMS del LHC en el CERN
Aplicación macroscópica del principio de indeterminación de Heisenberg en la medida óptica de la posición de un objeto macroscópico (una membrana en una cavidad óptica)
Fundamento físico del funcionamiento de un diodo LED
Curva característica de un diodo LED con sus zonas de polarización directa e inversa
Familia de curvas de luminosidad del diodo LED RS-Rojo medido en el Departamento de Tecnología Fotónica y Bioingeniería de la ETSI de Telecomunicaciones (UPM)
En la gráfica se muestra la diferente luminosidad de los diodos LED verdes según diferentes fabricantes. Medidas realizadas en el Departamento de Tecnología Fotónica y Bioingeniería de la ETSI de Telecomunicaciones (UPM)
Esquema del circuito LED alimentado con tensión continua incrementada gradualmente hasta que el LED comienza a brillar
Curva característica midiendo con el LED Azul y el LED verde, ambos de CO utilizando el primer procediemiento (circuito de CC ).
Resultados del segundo procedimiento (circuito de CA ) a) Curva característica del LED rojo, b) Representación temporal de la corriente a través del LED (I), y de la tensión de alimentación (V)
Comparación de ambos procedimientos, en continua y en alterna para el LED CO azul, midiendo con especial detalle en la zona del codo
Representación gráfica de la obtención experimental de la constante de Planck realizada por alumnos de la UPM
Animación ilustrativa de la iluminación sucesiva de diversos diodos LED