Radioaktivt henfall: karbon-14-datering

1 · Prediker

Karbon-14 har en halveringstid på 5 730 år. Hvis du starter med et fast antall C-14-atomer, hvor mye gjenstår etter nøyaktig 2 halveringstider?

• 1/2 gjenstår, det samme som etter én halveringstid.
• 1/4 gjenstår — hver halveringstid halverer mengden, så to halveringstider betyr (1/2)×(1/2) = 1/4.
• I praksis ingenting gjenstår etter 2 halveringstider.

2 · Oppsett

1. Åpne karbon-14-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Halveringstiden er fast ved 5 730 år; prøven starter med N₀ = 10¹² atomer.
2. Aktiver antall-gjenværende-kjerner-avlesningen.
3. Sett den forløpte tiden for hvert forsøk (i enheter av halveringstider) og registrer fraksjonen av kjerner som gjenstår.

3 · Samle inn data

Plott gjenværende fraksjon N/N₀ (y-akse) mot forløpte halveringstider (x-akse) for dine tre forsøk. Er kurven en rett linje eller en kurve?

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn N/N₀ = (1/2)^(t/T½) med T½ = 5 730 år. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar hvorfor radioaktivt henfall er eksponentielt, ikke lineært — hver halveringstid halverer hva som enn gjenstår på det punktet, så like tidsintervaller fjerner alltid samme FRAKSJON, ikke samme absolutte mengde.

5 · Utvid

1. Karbondatering måler den gjenværende fraksjonen av C-14 i en organisk prøve (sammenlignet med atmosfæreforholdet da organismen levde) for å estimere alderen dens. Med N/N₀ = (1/2)^(t/T½), forklar hvorfor karbondatering blir upålitelig for prøver mye eldre enn omtrent 50 000 år (omtrent 8-9 halveringstider).
2. Radioaktivt henfall er fundamentalt tilfeldig på nivået av et enkelt atom — du kan aldri forutsi nøyaktig når én spesifikk C-14-kjerne vil henfalle. Forklar hvorfor halveringstidsloven likevel fungerer presist for en stor prøve, selv om individuelle henfall er uforutsigbare.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark