Moderne fysik
Kulstof-14-henfald
Tryk på Afspil — N(t) halveres for hver komprimerede halveringstid; graf N eller aktivitet mod tid.
Kulstof-14-henfald — interaktiv Moderne fysik-simulation. Tryk på Afspil — N(t) halveres for hver komprimerede halveringstid; graf N eller aktivitet mod tid. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
radioaktivt henfald
Tryk på Afspil — N(t) halveres for hver komprimeret halveringstid; afbild N eller aktiviteten som funktion af tiden.
Kulstof-14 henfalder ved betahenfald til kvælstof-14 med T½ ≈ 5.730 år. Tryk på Afspil: atomgitteret skifter fra blå ¹⁴C til orange ¹⁴N, efterhånden som N(t) falder. Afspilningen komprimerer tiden, så én halveringstid varer få sekunder, men brøkdelen følger N/N₀ = (½)^(t/T½) = e^(−λt) med λ = ln2/T½. Brug henfaldsgrafen til at aflæse aktiviteten A = λN.
- N(t) = N₀ e^(−λt)
- T½ = ln2/λ
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
Kulstof-14 har en halveringstid på 5.730 år. Hvis du starter med et fast antal C-14-atomer, hvor meget er der så tilbage, efter præcis 2 halveringstider?
Forudsigelser at afveje
- 1/2 er tilbage, det samme som efter én halveringstid.
- 1/4 er tilbage — hver halveringstid halverer mængden, så to halveringstider betyder (1/2)×(1/2) = 1/4.
- I praksis intet er tilbage efter 2 halveringstider.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Forløbne halveringstider
Det, du måler:
- Tilbageværende brøkdel N/N₀
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen carbon-14, og tryk på Nulstil. Halveringstiden er fast på 5.730 år; prøven starter med N₀ = 10¹² atomer.
- Slå aflæsningen af antallet af tilbageværende kerner til.
- Indstil den forløbne tid for hver måling (i enheder af halveringstider), og registrér brøkdelen af tilbageværende kerner.
Styrende ligning
Eksponentiel henfaldslov — N(t) = N₀ e^(−λt)
Antallet af uhenfaldne radioaktive kerner falder eksponentielt med tiden: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), hvor T½ er halveringstiden — den tid, det tager for præcis halvdelen af enhver tilbageværende prøve at henfalde.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for én måling N/N₀ = (1/2)^(t/T½) med T½ = 5.730 år. Sammenlign med tabellen.
- Forklar, hvorfor radioaktivt henfald er eksponentielt og ikke lineært — hver halveringstid halverer den mængde, der er tilbage på det tidspunkt, så lige store tidsintervaller altid fjerner den samme BRØKDEL, ikke den samme absolutte mængde.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Kulstofdatering måler den tilbageværende brøkdel af C-14 i en organisk prøve (sammenlignet med forholdet i atmosfæren, da organismen levede) for at estimere dens alder. Brug N/N₀ = (1/2)^(t/T½) til at forklare, hvorfor kulstofdatering bliver upålidelig for prøver, der er meget ældre end omkring 50.000 år (cirka 8-9 halveringstider).
- Radioaktivt henfald er grundlæggende tilfældigt på niveauet for et enkelt atom — du kan aldrig forudsige præcis, hvornår netop én bestemt C-14-kerne vil henfalde. Forklar, hvorfor halveringstidsloven stadig virker præcist for en stor prøve, selv om de enkelte henfald er uforudsigelige.
- 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
- Velkommen til Kulstof 14
- Vælg nukliden
- Tryk på Afspil
- eksponentiel henfaldskurve
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →
Radioaktivt henfald og halveringstid