Radyoaktif Bozunma: Karbon-14 Tarihlendirmesi
1 · Tahmin Et
Karbon-14'ün yarı ömrü 5.730 yıldır. Sabit sayıda C-14 atomuyla başlarsanız, tam olarak 2 yarılanma ömrü geçtikten sonra geriye ne kadar kalır?
- 1/2 kalır, bir yarılanma ömründen sonra olduğu gibi.
- 1/4 kalır - her yarı ömür miktarı yarıya indirir, yani iki yarı ömür (1/2)×(1/2) = 1/4 anlamına gelir.
- Esasen 2 yarılanma ömründen sonra hiçbiri kalmaz.
2 · Kurulum
- ...yarı ömür 5.730 yıl olarak sabitlenmiştir; örnek N₀ = 10¹² atom ile başlar.
- Kalan çekirdek sayısı okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için geçen süreyi ayarlayın (yarı ömür birimleri cinsinden) ve kalan çekirdeklerin fraksiyonunu kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Yarı ömürler geçti | Kalan kesir N/N₀ |
|---|---|
| 0.50 | |
| 1.00 | |
| 2.00 |
Üç denemeniz için geçen yarı ömür sayısına (x ekseni) karşı kalan N/N₀ fraksiyonunu (y ekseni) çizin. Eğri düz bir çizgi mi yoksa eğri mi?
4 · Analiz et
- Bir deneme için, T½ = 5.730 yıllarını kullanarak N/N₀ = (1/2)^(t/T½)'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- Radyoaktif bozunmanın neden doğrusal değil de üstel olduğunu açıklayın; her yarı ömür, o noktada kalan miktarı yarıya indirir; dolayısıyla eşit zaman aralıkları, aynı mutlak miktarı değil, her zaman aynı KESİR'i ortadan kaldırır.
5 · Uzat
- N/N₀ = (1/2)^(t/T½) kullanarak, karbon tarihlemenin yaklaşık 50.000 yıldan (kabaca 8-9 yarı ömür) çok daha eski örnekler için neden güvenilmez hale geldiğini açıklayın.
- Radyoaktif bozunma, tek bir atom seviyesinde temelde rastgeledir; belirli bir C-14 çekirdeğinin ne zaman bozunacağını asla tam olarak tahmin edemezsiniz. Bireysel bozunumlar önceden tahmin edilemese bile yarı ömür yasasının neden hala büyük bir örneklem için tam olarak işe yaradığını açıklayın.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Üstel Bozunma Yasası
Bozulmamış radyoaktif çekirdeklerin sayısı zamanla üstel olarak azalır: N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½), burada T½ yarı ömürdür - kalan numunenin tam yarısının bozunması için geçen süre.
Modern Fizik
- Fotoelektrik Etkisi: Keskin Bir Enerji Eşiği
- Fotoelektrik Etki: Durdurma Potansiyeli
- Gerçek Bir Fotosel: Sodyumun Çalışma Fonksiyonu
- Compton Saçılımı: 90°'de Dalga Boyu Kayması
- Compton Saçılımı: Geri Saçılımda Maksimum Kayma
- Compton Saçılımı: Sığ Açı Karşılaştırması
- Balmer Serisi: Görünür Hidrojen Spektral Çizgileri
- Lyman Serisi: Ultraviyole Hidrojen Hatları
- Paschen Serisi: Kızılötesi Hidrojen Hatları
- Tıbbi Radyoizotoplar: Teknesyum-99m'nin Kısa Yarı Ömrü
- Nükleer Bağlanma Enerjisi: Sıvı Damla Modeli
- De Broglie Madde Dalgaları: Bir Elektronun Dalga Boyu
138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı