Sie haben einen versteinerten Beinknochen eines unbekannten Säugetiers gefunden. Anhand der Größe des Knochens legen Sie fest, dass er zu Lebzeiten des Tieres etwa 100 g Kohlenstoff-14 enthalten sollte. Der Knochen enthält jetzt 12,5 g Kohlenstoff-14. Wie alt ist der Knochen?

Sie haben einen versteinerten Beinknochen eines unbekannten Säugetiers gefunden. Anhand der Größe des Knochens legen Sie fest, dass er zu Lebzeiten des Tieres etwa 100 g Kohlenstoff-14 enthalten sollte. Der Knochen enthält jetzt 12,5 g Kohlenstoff-14. Wie alt ist der Knochen?
Anonim

Antworten:

# "17.190 Jahre" #

Erläuterung:

Die nukleare Halbwertszeit ist einfach ein Maß dafür, wie viel Zeit vergehen muss, damit eine Probe einer radioaktiven Substanz abnehmen kann Hälfte seines Anfangswertes.

Einfach gesagt, in einer Kernhalbwertszeit Hälfte der Atome in der ersten Probe durchmachen radioaktiver Zerfall und der andere Hälfte unterlassen Sie.

Da das Problem die atomare Halbwertszeit von Kohlenstoff-14 nicht bietet, müssen Sie eine schnelle Suche durchführen.

Sie finden es als aufgeführt

#t_ "1/2" = "5730 Jahre" #

en.wikipedia.org/wiki/Carbon-14

Also, was sagt Ihnen das?

Eine erste Probe von Kohlenstoff-14, # A_0 #, wird sein halbiert mit dem vorübergehen von jeden Halbwertszeit, die in Ihrem Fall ist #5730# Jahre. Sie können also sagen, dass Sie sein werden zurückgelassen mit

# A_0 * 1/2 -> # nach dem verstreichen von eine Halbwertszeit

# A_0 / 2 * 1/2 = A_0 / 4 -> # nach dem verstreichen von zwei Halbwertszeiten

# A_0 / 4 * 1/2 = A_0 / 8 -> # nach dem verstreichen von drei Halbwertszeiten

# A_0 / 8 * 1/2 = A_0 / 16 -> # nach dem verstreichen von vier Halbwertszeiten

# vdots #

und so weiter.

Das kann man so sagen #EIN#die Masse der radioaktiven Substanz bleibt unentschiedenwird gleich sein

#Farbe (blau) (A = A_0 * 1/2 ^ n) "" #, woher

# n # - das Anzahl der Halbwertszeiten das vergeht in einer bestimmten Zeit

Sie wissen also, dass Sie damit anfangen # "100.0 g" # von Kohlenstoff-14 und am Ende mit # "12,5 g" # nach dem Ablauf einer unbekannten Zeit.

Das heißt, dass Sie sagen können

#über Klammer (12.5 Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("g"))))) ^ (Farbe (orange) ("verbleibende Masse")) = Überklammer (100.0 Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz).)) ("g")))) ^ (Farbe (violett) ("Ausgangsmasse")) * 1/2 ^ n #

Neu ordnen um zu bekommen

# 12.5 / 100.0 = 1/2 ^ n #

# 1/8 = 1/2 ^ n impliziert 2 ^ n = 8 #

Schon seit #8 = 2^3#, du wirst haben

# 2 ^ n = 2 ^ 3 impliziert n = 3 #

So, drei Halbwertszeiten muss passieren, damit Ihre Probe von Kohlenstoff-14 von reduziert wird # "100.0 g" # zu # "12,5 g" #. Schon seit

#color (blau) (n = "Zeitraum" / "Halbwertszeit" = t / t_ "1/2") #

das kannst du sagen

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

In Ihrem Fall,

#t = 3 xx "5730 Jahre" = Farbe (grün) ("17.190 Jahre") #

Die Antwort sollte auf drei sig fig gerundet werden, aber ich lasse es so, wie es ist, nur für ein gutes Maß.