Ich habe also dieses Wortproblem und bin etwas verwirrt darüber. Ich habe die Antwort und Erklärung, aber ich verstehe immer noch nicht:
Die Halbwertszeit von Kohlenstoff-14 beträgt ungefähr 5730 Jahre, während die Halbwertszeit von Kohlenstoff-12 im Wesentlichen unendlich ist. Wenn das Verhältnis von Kohlenstoff-14 zu Kohlenstoff-12 in einer bestimmten Probe um 25 % geringer ist als das normale Verhältnis in der Natur, wie alt ist die Probe dann?
A. Less than 5730 years
B. Approximately 5730 years
C. Significantly greater than 5730 years, but less than 11460 years
D. Approximately 11460 years
Richtige Antwort: A
Erklärung: Da die Halbwertszeit von Kohlenstoff-12 im Wesentlichen unendlich ist, bedeutet eine 25-prozentige Verringerung des Verhältnisses von Kohlenstoff-14 zu Kohlenstoff-12 dasselbe wie eine 25-prozentige Verringerung der Menge an Kohlenstoff-14. Wenn sich weniger als die Hälfte des Kohlenstoff-14 verschlechtert hat, ist weniger als eine Halbwertszeit vergangen. Daher ist die Probe weniger als 5730 Jahre alt. Seien Sie vorsichtig mit der Formulierung hier – die Frage besagt, dass das Verhältnis 25 % kleiner ist als das Verhältnis in der Natur, nicht 25 % des Verhältnisses in der Natur, was der Wahl (D) entsprechen würde.
Wie ist das Verhältnis der Kohlenstoffisotope für die Halbwertszeit relevant? Was ist der Zweck zu sagen, dass die Halbwertszeit eines Isotops unendlich ist? Was ist mit „dem normalen Verhältnis in der Natur“ gemeint? Nur basierend auf der Antwort scheint die Frage zu lauten: "25% einer Kohlenstoffprobe sind zerfallen, wie alt ist diese Probe?" Offensichtlich ist es jünger als 5.730 Jahre (die Zeit für seine erste Halbwertszeit), denn wenn nur 25% zerfallen sind, bedeutet dies, dass eine halbe Halbwertszeit vergangen ist. Ich sehe nicht, wie Isotope und Verhältnisse dieses Problem überhaupt ändern würden.
Bearbeiten: Jede Antwort hier war sehr informativ und hilfreich. Es war schwierig, die beste Antwort auszuwählen. Ich habe mich für Cosma's entschieden, weil es bei mir Klick gemacht hat.
Wenn Sie dies lesen und die Radiokohlenstoffdatierung verstehen möchten, sehen Sie sich jede Antwort an, da jede Antwort einige nützliche Informationen enthält
Wie ist das Verhältnis der Kohlenstoffisotope für die Halbwertszeit relevant? Was ist der Zweck zu sagen, dass die Halbwertszeit eines Isotops unendlich ist? Was ist mit „dem normalen Verhältnis in der Natur“ gemeint?
Sie könnten sich über die Radiokohlenstoffdatierung informieren . Kosmische Strahlung erzeugt ständig C-14 in der Atmosphäre, das dann zerfällt, und so gibt es in der Natur einen Gleichgewichtswert von C-14/C-12, das "normale Verhältnis". Wenn Lebewesen Kohlenstoff einfangen, hört es auf, sich mit atmosphärischem CO2 ins Gleichgewicht zu bringen, sodass das C-14 zerfällt, während das C-12 an Ort und Stelle bleibt („unendliche Halbwertszeit“), was entscheidend zu einer Normalisierung der beteiligten Kohlenstoffmenge führt: Sie können nur Verhältnisse in einer Probe messen; Sie können die anfänglichen Mengen nicht überwachen und auf Jahrtausende warten, um ihren Verfall zu überwachen.
Eine Abnahme des Verhältnisses vom natürlichen Wert ist also in der Tat gleichbedeutend mit einer Abnahme der ursprünglichen Menge an C-14 in der Probe, wenn die Photosynthese und die Atmung aufhörten. Sie haben also richtig gelesen
„25 % einer Kohlenstoffprobe sind zerfallen, wie alt ist diese Probe?“ Offensichtlich ist es jünger als 5.730 Jahre (die Zeit für seine erste Halbwertszeit), denn wenn nur 25% zerfallen sind, bedeutet dies, dass eine halbe Halbwertszeit vergangen ist.
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Es sieht tatsächlich so aus, als würden die Worte die Tatsache „25 % des C-14 zerfallen“ verkleiden, wofür die Antwort offensichtlich ist. Aber es gibt eine Wendung.
In einem echten Fall weiß man nicht, wie viel C-14 ursprünglich da war. Sie haben eine Probe von etwas Organischem: Knochen oder Holz oder ähnliches, das irgendwo aus dem Boden gegraben wurde. Sie können jetzt, nach Jahren/Jahrhunderten des Zerfalls, die Menge an C-14 messen, die es enthält. Aber um festzustellen, wie lange das her ist, müssten Sie wissen, wie viel C-14 zu Beginn vorhanden war.
Sie zählen also auch C-12 und verwenden das zur Normalisierung. Eine frische Probe hat 1,25 Teile in von C-14 (das ist das 'normale Verhältnis'-Bit). Mit der Zeit wird dieser Bruchteil abnehmen: Nach 5730 Jahren beträgt er 0,625 Zoll - Die konstant bleibt, das ist das 'unendliche Halbwertszeit'-Bit. In Ihrer Frage wird es auf 0,94 Zoll gefallen sein . Das ist der Wert der tatsächlichen Messung, die (angeblich) durchgeführt wurde.
Definition der Halbwertszeit
Ich denke, ein Teil der Frage wird durch die rigorose Definition der Halbwertszeit beantwortet: Wenn wir haben
Atome eines bestimmten Isotops, das in ein anderes Isotop zerfällt (z. B. C-14 zerfällt in C-12), dann ändert sich die Menge dieser Atome mit der Zeit
Unendliche Halbwertszeit
Wenn ein Isotop nicht zerfällt (dh wenn es stabil = nicht radioaktiv ist), sagen wir, dass seine Halbwertszeit unendlich ist.
Kohlenstoffdatierung
Die Kohlenstoffdatierung wird hauptsächlich für Fossilien verwendet. Die grundlegende Tatsache dahinter ist, dass der Anteil von C-14 in lebenden Organismen höher ist als in nicht lebenden Objekten . Nach dem Absterben des Organismus wird dieses Verhältnis nicht mehr aufrechterhalten und der radioaktive Abfall führt zu dessen Abnahme in Richtung der Ration in nicht lebenden Organismen. Somit the normal ratio in naturesoll in der im OP zitierten Frage das normale Verhältnis in lebenden Organismen gemeint sein.
Das Verhältnis der Kohlenstoffisotope wird verwendet, um das Alter zu bestimmen, weil wir eine ziemlich gute Vorstellung davon haben, wie das ursprüngliche Verhältnis war. Ohne das anfängliche Verhältnis zu verwenden, wie könnten wir wissen, wie viel Kohlenstoff-14 ursprünglich vorhanden war? C-14 zerfällt zu Stickstoff-14, das als Gas meiner Meinung nach nicht besonders in einer porösen organischen Probe haften bleibt, sodass ein Vergleich des Verhältnisses von C-14 zu N-14 nicht möglich ist.
Gesteine können manchmal datiert werden, indem man sich das Verhältnis von Kalium-40 und Argon-40 ansieht, in das sie zerfallen. In diesem Fall kann das gasförmige Argon nach der Rekristallisation des Gesteins nicht entweichen und beginnt sich im Gestein anzusammeln. Dies ermöglicht in diesem Fall die Berechnung des Alters durch Vergleich des Verhältnisses von Mutter- und Tochterkernen.
Ibby