Fisica moderna
Decadimento del carbonio-14
Premi Play: N(t) si dimezza a ogni emivita compressa; traccia N o l'attività contro il tempo.
Decadimento del carbonio-14 — simulazione interattiva (Fisica moderna). Premi Play: N(t) si dimezza a ogni emivita compressa; traccia N o l'attività contro il tempo. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Decadimento radioattivo
Premi Play: N(t) si dimezza a ogni emivita compressa; traccia N o l'attività contro il tempo.
Il carbonio-14 decade beta in azoto-14 con T½ ≈ 5730 anni. Premi Play: la griglia di atomi passa dal blu ¹⁴C all'arancio ¹⁴N mentre N(t) cala. La riproduzione comprime il tempo così che un'emivita stia in pochi secondi, ma la frazione segue N/N₀ = (½)^(t/T½) = e^(−λt) con λ = ln2/T½. Usa il grafico del decadimento per leggere l'attività A = λN.
- N(t) = N₀ e^(−λt)
- T½ = ln2/λ
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Il carbonio-14 ha emivita di 5730 anni. Partendo da un numero fisso di atomi C-14, quanto resta dopo esattamente 2 emivite?
Previsioni da valutare
- Resta 1/2, come dopo una emivita.
- Ne resta 1/4 — ogni emivita dimezza la quantità, quindi due emivite danno (1/2)×(1/2) = 1/4.
- Praticamente nulla dopo 2 emivite.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Emivite trascorse
Cosa misuri:
- Frazione rimasta N/N₀
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset carbon-14 e premi Reset. L'emivita è fissata a 5730 anni; il campione parte con N₀ = 10¹² atomi.
- Attiva la lettura dei nuclei rimanenti.
- Imposta il tempo trascorso (in emivite) per ogni prova e registra la frazione rimasta.
Equazione che governa
Legge del decadimento esponenziale — N(t) = N₀ e^(−λt)
Il numero di nuclei radioattivi non decaduti diminuisce esponenzialmente nel tempo: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), dove T½ è l'emivita — il tempo perché decada esattamente metà di un qualsiasi campione residuo.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola N/N₀ = (1/2)^(t/T½) usando T½ = 5730 anni. Confronta con la tabella.
- Spiega perché il decadimento è esponenziale, non lineare: ogni emivita dimezza ciò che resta, quindi intervalli uguali tolgono sempre la stessa FRAZIONE, non lo stesso ammontare.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- Il radiocarbonio misura la frazione residua di C-14 in un campione organico (rispetto al rapporto atmosferico quando l'organismo era vivo) per stimarne l'età. Usando N/N₀ = (1/2)^(t/T½), spiega perché la datazione al carbonio diventa inaffidabile per campioni molto più vecchi di circa 50.000 anni (circa 8-9 emivite).
- Il decadimento è fondamentalmente casuale a livello di singolo atomo: non si può prevedere quando decade un dato nucleo. Spiega perché la legge dell'emivita funziona comunque con precisione su un campione grande.
- 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
- Benvenuto al carbonio 14
- Seleziona il nuclide
- Premi Play
- Curva di decadimento esponenziale
- Apri il pannello Proprietà
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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Scarica foglio di laboratorio →
Decadimento radioattivo ed emivita