Física moderna
Desintegració del carboni-14
Prem Reprodueix: N(t) es divideix per dos cada període comprimit; representa N o l'activitat contra el temps.
Desintegració del carboni-14 — simulació interactiva de Física moderna. Prem Reprodueix: N(t) es divideix per dos cada període comprimit; representa N o l'activitat contra el temps. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Desintegració radioactiva
Prem Reprodueix: N(t) es divideix per dos cada període comprimit; representa N o l'activitat contra el temps.
El carboni-14 es desintegra per emissió beta en nitrogen-14 amb T½ ≈ 5,730 anys. Prem Reprodueix: la graella d'àtoms passa del blau ¹⁴C al taronja ¹⁴N mentre N(t) cau. La reproducció comprimeix el temps perquè un període càpiga en pocs segons, però la fracció segueix N/N₀ = (½)^(t/T½) = e^(−λt) amb λ = ln2/T½. Fes servir el gràfic de desintegració per llegir l'activitat A = λN.
- N(t) = N₀ e^(−λt)
- T½ = ln2/λ
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
El carboni-14 té un període de semidesintegració de 5,730 anys. Si comences amb un nombre fix d'àtoms de C-14, quant en queda després d'exactament 2 períodes?
Prediccions a valorar
- En queda 1/2, el mateix que després d'un període.
- En queda 1/4: cada període divideix la quantitat per la meitat, o sigui que dos períodes vol dir (1/2)×(1/2) = 1/4.
- En queda pràcticament res després de 2 períodes.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Períodes transcorreguts
El que tu mesures:
- Fracció restant N/N₀
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Desintegració del carboni 14» i prem Restableix. El període és fix a 5,730 anys; la mostra comença amb N₀ = 10¹² àtoms.
- Activa la lectura de nombre de nuclis restants.
- Defineix el temps transcorregut per a cada prova (en unitats de períodes) i enregistra la fracció de nuclis restants.
Equació governant
Llei de desintegració exponencial — N(t) = N₀ e^(−λt)
El nombre de nuclis radioactius no desintegrats cau exponencialment amb el temps: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), on T½ és el període de semidesintegració: el temps perquè exactament la meitat de qualsevol mostra restant es desintegri.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula N/N₀ = (1/2)^(t/T½) amb T½ = 5,730 anys. Compara-ho amb la taula.
- Explica per què la desintegració radioactiva és exponencial i no lineal: cada període divideix per la meitat el que quedi en aquell moment, o sigui que intervals de temps iguals treuen sempre la mateixa FRACCIÓ, no la mateixa quantitat absoluta.
On apareix això més enllà del laboratori
- La datació amb carboni mesura la fracció restant de C-14 en una mostra orgànica (comparada amb la relació atmosfèrica quan l'organisme era viu) per estimar-ne l'edat. Amb N/N₀ = (1/2)^(t/T½), explica per què la datació amb carboni es fa poc fiable per a mostres molt més antigues d'uns 50,000 anys (aproximadament 8-9 períodes).
- La desintegració radioactiva és fonamentalment aleatòria a nivell d'un sol àtom: mai no pots prediure exactament quan es desintegrarà un nucli de C-14 concret. Explica per què la llei del període encara funciona amb precisió per a una mostra gran, tot i que les desintegracions individuals són impredibles.
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.3 Radioactive decay
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Benvingut al Carboni 14
- Selecciona el núclid
- Prem Reprodueix
- Corba de desintegració exponencial
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →
Desintegració radioactiva i període de semidesintegració