Nüüdisaegne füüsika
Süsinik-14 lagunemine
Vajuta Esita — N(t) kahaneb iga kokkusurutud poolestusaja võrra; graafiku N või aktiivsus ajas.
Süsinik-14 lagunemine — interaktiivne Nüüdisaegne füüsika simulatsioon. Vajuta Esita — N(t) kahaneb iga kokkusurutud poolestusaja võrra; graafiku N või aktiivsus ajas. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Radioaktiivne lagunemine
Vajuta Esita — N(t) kahaneb iga kokkusurutud poolestusaja võrra; graafiku N või aktiivsus ajas.
Süsinik-14 beetalaguneb lämmastik-14-ks T½ ≈ 5 730 aastaga. Vajuta Esita: aatomivõrk muutub sinisest ¹⁴C oranžiks ¹⁴N, kui N(t) langeb. Taasesitus surub aega kokku, nii et üks poolestusaeg mahub mõne sekundiga, aga osa järgib N/N₀ = (½)^(t/T½) = e^(−λt), kus λ = ln2/T½. Kasuta lagunemisgraafikut aktiivsuse A = λN lugemiseks.
- N(t) = N₀ e^(−λt)
- T½ = ln2/λ
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Süsinik-14 poolestusaeg on 5 730 aastat. Kui sa alustad fikseeritud arvust C-14 aatomitest, kui palju jääb järele täpselt pärast 2 poolestusaega?
Kaalutavad ennustused
- Jääb 1/2, sama mis ühe poolestusaja järel.
- Jääb 1/4 — iga poolestusaeg poolendab hulga, seega kaks poolestusaega tähendab (1/2)×(1/2) = 1/4.
- Pärast 2 poolestusaega ei jää sisuliselt midagi.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Möödunud poolestused
Mida sa mõõdad:
- Allesjäänud osa N/N₀
Kuidas uurimustöö käib
- Ava süsinik-14 eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Poolestusaeg on fikseeritud 5 730 aastale; proov alustab N₀ = 10¹² aatomiga.
- Lülita sisse allesjäänud tuumade arvu näit.
- Sea iga katse jaoks möödunud aeg (poolestusaegade ühikutes) ja kirjuta üles allesjäänud tuumade osa.
Juhtiv võrrand
Eksponentlik lagunemisseadus — N(t) = N₀ e^(−λt)
Lagunemata radioaktiivsete tuumade arv kahaneb ajas eksponentiliselt: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), kus T½ on poolestusaeg — aeg, mille jooksul laguneb täpselt pool mis tahes allesjäänud proovist.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses N/N₀ = (1/2)^(t/T½), kasutades T½ = 5 730 aastat. Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks radioaktiivne lagunemine on eksponentlik, mitte lineaarne — iga poolestusaeg poolendab mis tahes sel hetkel allesjääva hulga, seega võrdsed ajavahemikud eemaldavad alati sama OSA, mitte sama absoluuthulga.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Radiosüsiniku dateerimine mõõdab orgaanilises proovis allesjäänud C-14 osa (võrreldes atmosfääri suhtega, kui organism elas), et hinnata tema vanust. Kasutades N/N₀ = (1/2)^(t/T½), selgita, miks radiosüsiniku dateerimine muutub ebausaldusväärseks proovide jaoks, mis on palju üle umbes 50 000 aasta vanad ( umbes 8–9 poolestusaega).
- Radioaktiivne lagunemine on üksiku aatomi tasandil põhimõtteliselt juhuslik — sa ei saa kunagi ennustada täpselt, millal üks kindel C-14 tuum laguneb. Selgita, miks poolestusaja seadus töötab ikkagi suure proovi jaoks täpselt, kuigi üksikud lagunemised on ettearvamatud.
- 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
- Tere tulemast süsinik-14 juurde
- Vali nukliid
- Vajuta Esita
- Eksponentliku kahanemise kõver
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.
Radioaktiivne lagunemine ja poolestusaeg