Física moderna

Decaimento do carbono-14

Pressione Reproduzir — N(t) reduz pela metade a cada meia-vida comprimida; gráfico N ou atividade vs tempo.

Decaimento do carbono-14 — simulação interativa de Física moderna. Pressione Reproduzir — N(t) reduz pela metade a cada meia-vida comprimida; gráfico N ou atividade vs tempo. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Desintegração radioativa

Pressione Reproduzir: N(t) se reduz à metade a cada meia-vida decorrida; observe N ou a atividade em função do tempo.

Pressione Reproduzir: N(t) se reduz à metade a cada meia-vida decorrida; observe N ou a atividade em função do tempo.

• N(t) = N₀ e^(−λt)
• T½ = ln2/λ

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Carbono-14 tem meia-vida de 5730 anos. Se você começar com um número fixo de átomos C-14 , quanto resta após exatamente as meias-vidas de 2 terem passado?

Previsões para pesar

• Resta 1/2, o mesmo que após uma meia-vida.
• 1/4 permanece — cada meia-vida reduz a quantidade pela metade, então duas meias-vidas significam (1/2)×(1/2) = 1/4.
• Essencialmente, nenhum permanece após as meias-vidas de 2 .

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Meias-vidas decorridas

O que você mede:

• Fração restante N/N₀

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição carbono-14 e pressione Redefinir. A meia-vida é fixada em 5730 anos; a amostra começa com N₀ = 10¹² átomos.
2. Ative a leitura da contagem de núcleos restantes.
3. Defina o tempo decorrido para cada tentativa (em unidades de meia-vida) e registre a fração de núcleos restantes.

Equação governante

Lei de decaimento exponencial — N(t) = N₀ e^(−λt)

O número de núcleos radioativos não deteriorados cai exponencialmente com o tempo: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), onde T½ é a meia-vida - o tempo para exatamente metade de qualquer amostra restante decair.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule N/N₀ = (1/2)^(t/T½) usando T½ = 5730 anos. Compare com a tabela.
• Explique por que o decaimento radioativo é exponencial, não linear – cada meia-vida reduz pela metade qualquer quantidade restante naquele ponto, de modo que intervalos de tempo iguais sempre removem a mesma FRAÇÃO, e não a mesma quantidade absoluta.

Onde isso aparece além do laboratório

• A datação por carbono mede a fração restante de C-14 em uma amostra orgânica (em comparação com a proporção atmosférica quando o organismo estava vivo) para estimar sua idade. Usando N/N₀ = (1/2)^(t/T½), explique por que a datação por carbono se torna não confiável para amostras muito mais antigas do que cerca de 50, 000 anos (aproximadamente 8-9 meias-vidas).
• O decaimento radioativo é fundamentalmente aleatório no nível de um único átomo – você nunca pode prever exatamente quando um núcleo C-14 específico irá decair. Explique por que a lei da meia-vida ainda funciona com precisão para uma amostra grande, embora os decaimentos individuais sejam imprevisíveis.

• 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

1. Bem-vindo ao carbono 14
2. Selecione o nuclídeo
3. Pressione Reproduzir
4. Curva de decaimento exponencial
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Decaimento Radioativo & Meia-vida