Радіоактивний розпад: радіовуглецеве датування

1 · Прогноз

Карбон-14 має період напіврозпаду 5,730 років. Якщо стартувати з фіксованої кількості атомів C-14, скільки лишається рівно після 2 періодів напіврозпаду?

• Лишається 1/2, те саме, що після одного періоду.
• Лишається 1/4 — кожен період наполовину скорочує кількість, тож два періоди означають (1/2)×(1/2) = 1/4.
• По суті нічого не лишається після 2 періодів.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет carbon-14 та натисніть «Скинути». Період напіврозпаду фіксований 5,730 років; зразок стартує з N₀ = 10¹² атомів.
2. Увімкніть показ кількості ядер, що лишилися.
3. Задайте минулий час для кожного заміру (в одиницях періодів напіврозпаду) та запишіть частку ядер, що лишилися.

3 · Збір даних

Побудуйте частку N/N₀ (вісь y) проти минулих періодів напіврозпаду (вісь x) для трьох замірів. Це пряма чи крива?

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть N/N₀ = (1/2)^(t/T½) з T½ = 5,730 років. Порівняйте з таблицею.
2. Поясніть, чому радіоактивний розпад експоненційний, не лінійний — кожен період напіврозпаду половинить ту кількість, що лишилася на цей момент, тож рівні інтервали часу завжди забирають ту саму ЧАСТКУ, не той самий абсолютний обсяг.

5 · Поглиблення

1. Радіовуглецеве датування вимірює частку C-14, що лишилася в органічному зразку (порівняно з атмосферним відношенням за життя організму), щоб оцінити його вік. Використовуючи N/N₀ = (1/2)^(t/T½), поясніть, чому радіовуглецеве датування стає ненадійним для зразків значно старших за приблизно 50,000 років (приблизно 8–9 періодів напіврозпаду).
2. Радіоактивний розпад фундаментально випадковий на рівні одного атома — ви ніколи не можете передбачити, коли саме розпадеться конкретне ядро C-14. Поясніть, чому закон періоду напіврозпаду все одно працює точно для великого зразка, хоча окремі розпади непередбачувані.

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту