近代物理
碳-14 衰變
按播放 — N(t) 每壓縮半衰期減半；繪製 N 或活度隨時間變化。
碳-14 衰變——互動式近代物理模擬。按播放 — N(t) 每壓縮半衰期減半；繪製 N 或活度隨時間變化。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
放射性衰變
按播放 — N(t) 每壓縮半衰期減半；繪製 N 或活度隨時間變化。
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- 放射性衰變 N(t) = N₀ e^(−λt)
- 半衰期 T½ = ln2/λ
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
碳-14的半衰期為5730年。若從固定數量的C-14原子開始，經過恰好2個半衰期後還剩下多少？
預測權重
- 剩下1/2，與經過一個半衰期後相同。
- 剩下1/4——每個半衰期都會使數量減半，因此兩個半衰期意味著(1/2)×(1/2) = 1/4。
- 經過2個半衰期後基本上什麼都不剩了。
可變角色
您設定的內容：
- 半衰期已過
您測量的內容：
- 剩餘分數 N/N₀
調查如何進行
- 打開「碳-14（carbon-14）」預設並按重設。半衰期固定為5730年；樣本以N₀ = 10¹²個原子開始。
- 啟用剩餘原子核數量讀數。
- 為每次試驗設定經過的時間（以半衰期為單位），並記錄剩餘原子核的比例。
控制方程
指數衰減定律 — N(t) = N₀ e^(−λt)
未衰變的放射性原子核數量會隨時間呈指數下降：N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½)，其中T½為半衰期——即剩餘樣本中恰好一半發生衰變所需的時間。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一次試驗，使用 T½ = 5,730 年計算 N/N₀ = (1/2)^(t/T½)。與表比較。
- 解釋為什麼放射性衰變是指數式的，而不是線性的——每個半衰期都會使當時剩餘的量減半，因此相同的時間間隔每次去除的都是相同的比例，而不是相同的絕對數量。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 碳定年法透過測量有機樣本中剩餘C-14的比例（與生物存活時大氣中的比例相比較）來估算年代。請利用N/N₀ = (1/2)^(t/T½)，解釋為什麼當樣本年代遠超約5萬年（約8到9個半衰期）時，碳定年法會變得不可靠。
- 放射性衰變在單一原子層面本質上是隨機的——你永遠無法準確預測某一特定C-14原子核何時會衰變。請解釋，儘管個別衰變不可預測，半衰期定律為何在大量樣本中依然精確成立。
- 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
- 歡迎學習碳-14 衰變
- 選擇核素
- 按播放
- 指數衰變曲線
- 打開學習側欄面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。