Radioactive Decay: Pagtatantiya ng Edad gamit ang Carbon-14
1 · Humula
Ang Carbon-14 ay may half-life na 5,730 taon. Kagsisimula ka sa nakatakdang bilang ng C-14 atom, magkano ang natitira pagkatapos ng eksaktong 2 half-life?
- 1/2 ang natitira, gaya ng pagkatapos ng isang half-life.
- 1/4 ang natitira — hinahati sa kalahati ang natitirang dami ng bawat half-life, kaya dalawang half-life ay (1/2)×(1/2) = 1/4.
- Wala nang masyadong natitira pagkatapos ng 2 half-life.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang carbon-14 preset at pindutin ang I-reset. Nakapirmi sa 5,730 taon ang half-life; nagsisimula ang sample sa N₀ = 10¹² atom.
- I-enable ang remaining-nuclei-count readout.
- Itakda ang nakaraang oras sa bawat trial (sa unit ng half-life) at itala ang fraction ng nuclei na natitira.
3 · Mangulekta ng Data
| Nakaraang half-life | Natitirang fraction N/N₀ |
|---|---|
| 0.50 | |
| 1.00 | |
| 2.00 |
I-plot ang natitirang fraction N/N₀ (y-axis) laban sa nakaraang half-life (x-axis) para sa tatlong trial. Linya ba o kurba?
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang N/N₀ = (1/2)^(t/T½) gamit ang T½ = 5,730 taon. Ihambing sa table.
- Ipaliwanag kung bakit exponential, hindi linyar, ang radioactive decay — kalahati ng anumang natitira sa point na iyon ang inaalis ng bawat half-life, kaya parehong FRACTION ang inaalis ng parehong oras, hindi parehong absolute na dami.
5 · Palawakin
- Sinusukat ng carbon dating ang natitirang fraction ng C-14 sa organic na sample (kumpara sa atmospheric ratio noong buhay pa ang organismo) para tantyahin ang edad. Gamit ang N/N₀ = (1/2)^(t/T½), ipaliwanag kung bakit hindi na maaasahan ang carbon dating para sa sample na mas matanda nang husto sa mga 50,000 taon (mga 8-9 half-life).
- Fundamental na random ang radioactive decay sa level ng isang atom — hindi mo kailanman mahuhulaan kung kailan exactly magde-decay ang isang partikular na C-14 nucleus. Ipaliwanag kung bakit gumagana pa rin nang tumpak ang half-life law para sa malaking sample, kahit unpredictable ang indibidwal na decay.
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Batas ng Eksponensyal na Pagkabulok
Ang bilang ng hindi pa nagde-decay na radioactive nucleus ay exponential na bumabagsak sa oras: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), kung saan T½ ang half-life — ang oras para eksaktong kalahati ng anumang natitirang sample ay mag-decay.
Modernong Pisika
- Photoelectric Effect: Isang Matalas na Energy Threshold
- Photoelectric Effect: Stopping Potential
- Isang Tunay na Photocell: Work Function ng Sodium
- Compton Scattering: Wavelength Shift sa 90°
- Compton Scattering: Maximum Shift sa Backscatter
- Compton Scattering: Mababaw na Angle Comparison
- Balmer Series: Mga Nakikitang Hydrogen Spectral Line
- Lyman Series: Ultraviolet na Hydrogen Line
- Paschen Series: Infrared na Hydrogen Line
- Medical Radioisotope: Maikling Half-life ng Technetium-99m
- Nuclear Binding Energy: Liquid-Drop Model
- De Broglie Matter Wave: Wavelength ng Electron