Радиоактивен разпад: датчиране с въглерод-14

1 · Предскажи

Въглерод-14 има период на полуразпад 5,730 години. Ако започнеш с фиксиран брой C-14 атома, колко остава след точно изминали 2 периода на полуразпад?

• Остава 1/2, същото като след един период.
• Остава 1/4 — всеки период на полуразпад преполовява количеството, така че два периода значат (1/2)×(1/2) = 1/4.
• По същество нищо не остава след 2 периода.

2 · Постановка

1. Отвори настройката въглерод-14 и натисни Нулирай. Периодът на полуразпад е фиксиран на 5,730 години; пробата започва с N₀ = 10¹² атома.
2. Включи показанието за брой оставащи ядра.
3. Задай изминалото време за всеки опит (в единици периоди на полуразпад) и запиши частта оставащи ядра.

3 · Събери данни

Чертай оставащата част N/N₀ (ос y) спрямо изминалите периоди на полуразпад (ос x) за трите си опита. Права ли е линията или крива?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли N/N₀ = (1/2)^(t/T½) с T½ = 5,730 години. Сравни с таблицата.
2. Обясни защо радиоактивният разпад е експоненциален, не линеен — всеки период на полуразпад преполовява каквото количество е останало дотогава, така че равни времеви интервали винаги отстраняват същата ЧАСТ, не същото абсолютно количество.

5 · Надгради

1. Радиовъглеродното датчиране измерва оставащата част C-14 в органична проба (спрямо атмосферното отношение, когато организмът е бил жив), за да оцени възрастта ѝ. С N/N₀ = (1/2)^(t/T½) обясни защо датчирането с въглерод става ненадеждно за проби много по-стари от около 50,000 години (приблизително 8-9 периода).
2. Радиоактивният разпад е фундаментално случаен на ниво единичен атом — никога не можеш да предскажеш точно кога едно конкретно C-14 ядро ще се разпадне. Обясни защо законът за периода на полуразпад пак работи точно за голяма проба, макар отделните разпадания да са непредсказуеми.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат