E=hf=(hc) / lambda
onde h=4,136 times 10^-15 eV.s é a constante de Planck e c =2,998 times 10^8 m / s é a velocidade da luz em valores com quatro algarismos significativos.
A tabela abaixo apresenta a composição química de alguns dos materiais semicondutores usualmente empregados em LEDs comerciais que permitem a geração das mais variadas cores associadas aos fótons emitidos pelos dispositivos em que são empregados.
A B C
Cor Material Comprimento de onda
Super vermelho GaAIAs 660 nm
Vermelho GaAsP 635 nm
Vermelho AllnGaP 636 nm
Vermelho GaP 700 nm
Verde GaP 565 nm
Verde GaP 555 nm
Verde AllnGaP 574 nm
Verde InGaN 505 nm
Verde InGaN 525 nm
Verde InGaN 525 nm
Branco In GaN Todo espectro
Azul SiC 430 nm
Azul ln GaN 470 nm
Azul SiC 430 nm
Laranja AllnGaP 610 nm
Amarelo AllnGaP 590 nm
Âmbar GaAsP 605 nm
Assinale a alternativa que apresenta um valor adequado para o gap de energia do LED verde composto por InGaN estimado de acordo com o modelo acima.
a) 2,5 times 10^-9 eV b) 2,5 meV
c) 250 meV
d) 2,5 eV
e) 0,25 keV

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre LED verde feito de InGaN! O que precisamos aqui é entender como calcular o gap de energia usando a relação entre energia, frequência e comprimento de onda da luz emitida pelo LED. Vamos usar a fórmula , onde é a constante de Planck e é a velocidade da luz. Além disso, vamos olhar para o comprimento de onda correspondente ao LED verde de InGaN na tabela.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o comprimento de onda do LED verde de InGaN na tabela. Vemos que temos três entradas para verde com InGaN:
  • 505 nm
  • 525 nm
  • 525 nm
Vamos usar um desses valores para calcular o gap de energia. Vamos escolher (que é o mais comum entre os listados).

Passo 3

Agora, vamos lembrar o que cada símbolo na fórmula significa:
  • 525 , nm = 525 times 10^-9 , m é a constante de Planck.
  • é a velocidade da luz.
  • é o comprimento de onda.
Precisamos primeiro converter o comprimento de onda de nanômetros para metros para manter as unidades consistentes:

Passo 4

Agora, vamos substituir os valores na fórmula E = (4,136 times 10^-15 , eV cdot s) times (2,998 times 10^8 , m/s)525 times 10^-9 , m :

Passo 5

Vamos calcular o numerador primeiro:
4,136 times 10^-15 times 2,998 times 10^8 = 1,239 times 10^-6 , eV cdot m
Então, dividimos por E = 1,239 times 10^-6525 times 10^-9 , eV = 2,36 times 10^0 , eV approx 2,5 , eV :

Resposta

A alternativa correta é a letra d) .

Exercícios relacionados