Rozpad promieniotwórczy: datowanie węglem-14

1 · Prognoza

Węgiel-14 ma okres połowicznego rozpadu 5730 lat. Jeśli startujesz ze stałą liczbą atomów C-14, ile pozostanie po dokładnie 2 okresach połowicznych?

• Pozostaje 1/2, tyle samo co po jednym okresie.
• Pozostaje 1/4 — każdy okres półrozpadu zmniejsza ilość o połowę, więc dwa okresy dają (1/2)×(1/2) = 1/4.
• Po 2 okresach pozostaje praktycznie nic.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset carbon-14 i naciśnij Reset. Okres półrozpadu jest ustalony: 5730 lat; próbka startuje z N₀ = 10¹² atomów.
2. Włącz odczyt liczby pozostałych jąder.
3. Ustaw czas dla każdej próby (w okresach połowicznych) i zapisz ułamek pozostałych jąder.

3 · Zbieranie danych

Narysuj ułamek pozostały N/N₀ (oś y) względem liczby okresów połowicznych (oś x) dla trzech prób. Czy to prosta czy krzywa?

4 · Analiza

1. Dla jednej próby oblicz N/N₀ = (1/2)^(t/T½), używając T½ = 5730 lat. Porównaj z tabelą.
2. Wyjaśnij, dlaczego rozpad promieniotwórczy jest wykładniczy, nie liniowy — każdy okres połowiczny połowiczy to, co akurat zostało, więc równe odstępy czasu usuwają zawsze ten sam UŁAMEK, nie tę samą ilość bezwzględną.

5 · Rozszerzenie

1. Datowanie radiowęglowe mierzy pozostałą frakcję C-14 w próbce organicznej (w odniesieniu do stosunku atmosferycznego za życia organizmu), by oszacować jej wiek. Korzystając z N/N₀ = (1/2)^(t/T½), wyjaśnij, dlaczego datowanie węglem staje się niewiarygodne dla próbek starszych niż ok. 50 000 lat (mniej więcej 8-9 okresów półrozpadu).
2. Rozpad promieniotwórczy jest fundamentalnie losowy na poziomie pojedynczego atomu — nigdy nie przewidzisz dokładnie, kiedy to konkretne jądro C-14 się rozpadnie. Wyjaśnij, dlaczego prawo okresu połowicznego działa jednak precyzyjnie dla dużej próbki, choć pojedyncze rozpady są nieprzewidywalne.

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu