Moderná fyzika
Rozpad uhlíka-14
Stlač Prehrať — N(t) sa každý stlačený polčas rozpoluje; graf N alebo aktivity proti času.
Rozpad uhlíka-14 — interaktívna simulácia Moderná fyzika. Stlač Prehrať — N(t) sa každý stlačený polčas rozpoluje; graf N alebo aktivity proti času. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Rádioaktívny rozpad
Stlač Prehrať — N(t) sa každý stlačený polčas rozpadu prepoloví; kresli N alebo aktivitu v čase.
Uhlík-14 sa beta-rozpadá na dusík-14 s T½ ≈ 5,730 rokmi. Stlač Prehrať: mriežka atómov sa mení z modrého ¹⁴C na oranžové ¹⁴N, keď N(t) klesá. Prehrávanie stláča čas, takže jeden polčas trvá pár sekúnd, ale zlomok nasleduje N/N₀ = (½)^(t/T½) = e^(−λt) s λ = ln2/T½. Použi rozpadový graf na prečítanie aktivity A = λN.
- N(t) = N₀ e^(−λt)
- T½ = ln2/λ
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Uhlík-14 má polčas rozpadu 5,730 rokov. Ak začínaš s pevným počtom atómov C-14, koľko zostane po presne 2 polčasoch rozpadu?
Predikcie na zváženie
- Zostane 1/2, rovnako ako po jednom polčase.
- Zostane 1/4 — každý polčas rozpoľuje množstvo, takže dva polčasy znamenajú (1/2)×(1/2) = 1/4.
- V podstate nič nezostane po 2 polčasoch.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Uplynulé polčasy
Čo meriaš:
- Zostávajúci podiel N/N₀
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu uhlík-14 a stlač Resetovať. Polčas je pevne 5,730 rokov; vzorka začína s N₀ = 10¹² atómov.
- Zapni odčítanie počtu zostávajúcich jadier.
- Nastav uplynulý čas pre každý pokus (v jednotkách polčasov) a zaznamenaj podiel zostávajúcich jadier.
Riadiaca rovnica
Zákon exponenciálneho rozpadu — N(t) = N₀ e^(−λt)
Počet nerozpadnutých rádioaktívnych jadier klesá exponenciálne s časom: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), kde T½ je polčas — čas na presné prepolovenie akejkoľvek zostávajúcej vzorky.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj N/N₀ = (1/2)^(t/T½) s T½ = 5,730 rokov. Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo rádioaktívny rozpad je exponenciálny, nie lineárny — každý polčas rozpoľuje akékoľvek množstvo, ktoré vtedy zostáva, takže rovnaké časové intervaly vždy odoberajú ten istý PODIEL, nie tú istú absolútnu hodnotu.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Radiokarbónové datovanie meria zostávajúci podiel C-14 v organickej vzorke (v porovnaní s atmosférickým pomerom, keď organizmus žil) na odhad jej veku. Pomocou N/N₀ = (1/2)^(t/T½) vysvetli, prečo uhlíkové datovanie sa stáva nespoľahlivým pre vzorky oveľa staršie než asi 50,000 rokov (zhruba 8–9 polčasov).
- Rádioaktívny rozpad je fundamentálne náhodný na úrovni jedného atómu — nikdy nemôžeš predikovať presne, kedy sa jedno konkrétne jadro C-14 rozpadne. Vysvetli, prečo zákon polčasu stále funguje presne pre veľkú vzorku, hoci jednotlivé rozpady sú nepredvídateľné.
- 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
- Vitaj pri uhlíku 14
- Vyber nuklid
- Stlač Prehrať
- Krivka exponenciálneho rozpadu
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →