Decaimento Radioativo: Carbono-14 Datação

1 · Prever

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

• 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 nada resta após 2 meias-vidas.

2 · Preparar

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.

3 · Coletar Dados

Plote a fração restante N/N₀ (eixo y) em relação às meias-vidas decorridas (eixo x) para suas três tentativas. A curva é uma linha reta ou uma curva?

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule N/N₀ = (1/2)^(t/T½) usando T½ = 5730 anos. Compare com a tabela.
2. 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.

5 · Aprofundar

1. 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).
2. 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.

A física por trás deste experimento

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