Modern fysik
Kol-14-sönderfall
Tryck på Spela — N(t) halveras varje komprimerad halveringstid; rita N eller aktiviteten mot tiden.
Kol-14-sönderfall — interaktiv Modern fysik-simulering. Tryck på Spela — N(t) halveras varje komprimerad halveringstid; rita N eller aktiviteten mot tiden. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
radioaktivt sönderfall
Tryck på Spela — N(t) halveras varje komprimerad halveringstid; rita N eller aktiviteten mot tiden.
Kol-14 betasönderfaller till kväve-14 med T½ ≈ 5 730 år. Tryck på Spela: atomrutnätet växlar från blå ¹⁴C till orange ¹⁴N allteftersom N(t) sjunker. Uppspelningen komprimerar tiden så att en halveringstid ryms på några sekunder, men andelen följer N/N₀ = (½)^(t/T½) = e^(−λt) med λ = ln2/T½. Använd sönderfallsgrafen för att avläsa aktiviteten A = λN.
- N(t) = N₀ e^(−λt)
- T½ = ln2/λ
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
Kol-14 har halveringstiden 5 730 år. Om du börjar med ett fast antal C-14-atomer, hur mycket återstår efter exakt 2 halveringstider?
Förutsägelser att väga
- 1/2 återstår, samma som efter en halveringstid.
- 1/4 återstår — varje halveringstid halverar mängden, så två halveringstider ger (1/2)×(1/2) = 1/4.
- I praktiken inget återstår efter 2 halveringstider.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Förflutna halveringstider
Det du mäter:
- Kvarvarande andel N/N₀
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Kol-14 och tryck på Återställ. Halveringstiden är fast på 5 730 år; provet startar med N₀ = 10¹² atomer.
- Aktivera avläsningen av antalet kvarvarande kärnor.
- Ställ in den förflutna tiden för varje försök (i enheter av halveringstider) och notera andelen kvarvarande kärnor.
Styrande ekvation
Exponentiell sönderfallslag — N(t) = N₀ e^(−λt)
Antalet icke sönderfallna radioaktiva kärnor avtar exponentiellt med tiden: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), där T½ är halveringstiden — tiden för att exakt hälften av en återstående mängd ska sönderfalla.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök N/N₀ = (1/2)^(t/T½) med T½ = 5 730 år. Jämför med tabellen.
- Förklara varför radioaktivt sönderfall är exponentiellt, inte linjärt — varje halveringstid halverar den mängd som då finns kvar, så lika långa tidsintervall tar alltid bort samma ANDEL, inte samma absoluta mängd.
Var det här syns utanför labbet
- Koldatering mäter den kvarvarande andelen C-14 i ett organiskt prov (jämfört med atmosfärens förhållande när organismen levde) för att uppskatta dess ålder. Använd N/N₀ = (1/2)^(t/T½) för att förklara varför koldatering blir opålitlig för prov som är betydligt äldre än cirka 50 000 år (ungefär 8–9 halveringstider).
- Radioaktivt sönderfall är i grunden slumpmässigt på nivån för en enskild atom — du kan aldrig förutsäga exakt när en viss specifik C-14-kärna kommer att sönderfalla. Förklara varför halveringstidslagen ändå fungerar exakt för ett stort prov, trots att enskilda sönderfall är oförutsägbara.
- 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
- Välkommen till Kol-14
- Välj nukliden
- Tryck på Spela
- exponentiell sönderfallskurva
- Öppna panelen Egenskaper
- Du klarade det!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Radioaktivt sönderfall & halveringstid