Тема 18. Развёрнутая часть. Применение информации из текста

18.04 Оптика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела развёрнутая часть. применение информации из текста
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#105961

Каким образом ученые определяют возраст археологических находок? Существуют различные методы, один из которых – метод радиоуглеродного анализа, когда возраст материалов определяется с помощью измерения содержания в них радиоактивного изотопа углерода C-14.

В атмосфере присутствуют три изотопа углерода: стабильные С-12 (около 98,89 %) и С-13 (около 1,11 %), а также микроскопическое количество радиоактивного изотопа С-14 (0,0000000001 %). Изотоп С-14 образуется
в процессе бомбардировки земной атмосферы космическими лучами
в результате следующей реакции:

В организмах всех живых существ соотношение изотопов С-12, С-13
и С-14 равно атмосферному соотношению этих изотопов и поддерживается скоростью их метаболизма. После того как организм умирает, прекращается обмен углеродом с внешней средой. Содержание изотопа углерода С-14
в организме начинает уменьшаться в результате радиоактивного распада:

Период полураспада изотопа С-14 составляет примерно 5730 лет. Это означает, что через 5730 лет в образце остаётся половина от первоначального количества С-14.


Масса радиоактивного изотопа углерода 164C  в останках мамонта, найденного в Сибири, составляет 0,25 массы этого изотопа в живых организмах. Чему примерно равен возраст мамонта? Ответ поясните.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Способ 1:
Возраст мамонта можно вычислить с помощью закона распада радиоактивного изотопа С-14. Известно, что период полураспада изотопа С-14 составляет 5730 лет. Это означает, что через каждые 5730 лет количество С-14 в образце уменьшается в два раза.
Исходное количество изотопа С-14 в живых организмах составляет 100 %. Когда организм умирает, уровень С-14 начинает снижаться, и спустя определённое время остаётся только часть изначального количества изотопа.
Мы знаем, что в останках мамонта осталось 0,25 массы С-14 от первоначальной. Это означает, что прошло время, в течение которого количество С-14 уменьшилось до четверти от исходного значения. Это означает, что сначала в мамомент изотоп С-14 уменьшился в 2 раза, то есть, прошло время равное периоду полураспада (5730 лет). Далее у нас осталось половина компонента С-14 и чтобы получилось, что в останках осталось 0,25 массы С-14 требуется, чтобы количество изотопа С-14 уменьшилось еще в 2 раза - прошло время равное еще одному периоду полураспада (5730 лет). Тогда возраст мамонта равен двум периодам полураспада

t = 2⋅T1∕2 = 2⋅5730 = 11460 лет.

Способ 2:
Мы можем использовать формулу для расчёта возраста на основе распада:

          (  ) -t--
N (t) = N  ⋅ 1  T1∕2 ,
        0   2

где N (t)  - количество изотопа через время t  , N0  - начальное количество изотопа, T1∕2  - период полураспада (5730 лет), t  - время, которое прошло с момента смерти организма.
В данном случае

             (  )--t-
N-(t) = 0,25 =  1  5730 ,
 N0           2

         t
   (1) 5730
log  2       = log(0,25),

         ( )
--t- ⋅log  1  = log(0,25),
5730      2

   5730-⋅log(0,25)
t =   log(0,5)    = 11460 л ет.
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!