Du har fundet en fossiliseret benben af noget ukendt pattedyr. Baseret på benets størrelse bestemmer du, at den burde have indeholdt ca. 100 g kulstof-14, når dyret var i live. Knoglen indeholder nu 12,5 g carbon-14. Hvor gammel er knoglen?

Du har fundet en fossiliseret benben af noget ukendt pattedyr. Baseret på benets størrelse bestemmer du, at den burde have indeholdt ca. 100 g kulstof-14, når dyret var i live. Knoglen indeholder nu 12,5 g carbon-14. Hvor gammel er knoglen?
Anonim

Svar:

# "17.190 år" #

Forklaring:

Kernhalveringstiden er simpelthen et mål for, hvor meget tid der skal gå, for at en prøve af et radioaktivt stof kan falde til halvt af den oprindelige værdi.

Simpelthen sætte i et nukleart halveringstid, halvt af atomerne i den indledende prøve gennemgår Radioaktivt henfald og den anden halvt lade være med.

Da problemet ikke giver den nukleare halveringstid for carbon-14, bliver du nødt til at gøre en hurtig søgning.

Du finder den opført som

#t_ "1/2" = "5730 år" #

en.wikipedia.org/wiki/Carbon-14

Så, hvad fortæller du det?

En indledende prøve af carbon-14, # A_0 #, vil være halveret med passagen af hver halveringstid, som i dit tilfælde er #5730# flere år. Du kan således sige, at du vil være venstre med

# A_0 * 1/2 -> # efter passagen af en halveringstid

# A_0 / 2 * 1/2 = A_0 / 4 -> # efter passagen af to halveringstider

# A_0 / 4 * 1/2 = A_0 / 8 -> # efter passagen af tre halveringstider

# A_0 / 8 * 1/2 = A_0 / 16 -> # efter passagen af fire halveringstider

# Vdots #

og så videre.

Du kan således sige det #EN#, det radioaktive stofs masse det forbliver undecayed, vil være lig med

#farve (blå) (A = A_0 * 1/2 ^ n) "" #, hvor

# N # - det antal halveringstider der passerer i en given periode

Så, du ved, at du begynder med # "100,0 g" # af carbon-14 og ender med # "12,5 g" # efter at have kørt en ukendt tid.

Det betyder at du kan sige

#overbrace (12,5 farve (rød) (annuller (farve (sort) ("g")))) (farve (orange) ("resterende masse")) = overbrace (100,0 farve (rød)) ("g")))) (farve (lilla) ("indledende masse")) 1/2 ^ n #

Omarrangere for at få

# 12.5 / 100.0 = 1/2 ^ n #

# 1/8 = 1/2 ^ n indebærer 2 ^ n = 8 #

Siden #8 = 2^3#, du vil have

# 2 ^ n = 2 ^ 3 indebærer n = 3 #

Så, tre halveringstider skal passere for at din stikprøve af carbon-14 skal reduceres fra # "100,0 g" # til # "12,5 g" #. Siden

#farve (blå) (n = "tidsperiode" / "halveringstid" = t / t_ "1/2") #

det kan man godt sige

#t = n xx t_ "1/2" #

I dit tilfælde

#t = 3 xx "5730 år" = farve (grøn) ("17.190 år") #

Svaret skulle gerne afrundes til tre sigfigen, men jeg lader det ligge ind, bare for godt mål.