ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Jądro atomoweklasa 3 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/3/fizyka/czas-polowicznego-rozpadu/

Fizyka · Jądro atomowe · kl. 3

Czas połowicznego rozpadu

Nie wiadomo, kiedy rozpadnie się konkretne jądro, ale wiadomo, ile czasu zajmie rozpad połowy jąder w próbce.

ok. 3 min czytania9 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Czym jest T½

  • Czas połowicznego rozpadu T½ to czas, w którym rozpada się połowa jąder danego izotopu obecnych w próbce. To cecha izotopu: nie zależy od masy próbki, temperatury, ciśnienia ani od tego, w jakim związku chemicznym jest pierwiastek.
  • To prawo statystyczne: dla pojedynczego jądra nie da się przewidzieć chwili rozpadu, ale dla ogromnej liczby jąder wynik jest bardzo regularny.
  • Przykładowe wartości: jod-131 – ok. 8 dni, węgiel-14 – ok. 5730 lat, uran-238 – ok. 4,5 mld lat.

2Ile jąder zostaje, a ile się rozpada

  • Oznaczenia: N0 — początkowa liczba jąder (albo masa izotopu); N — liczba jąder, które jeszcze się nie rozpadły; t — czas [s, dni, lata]; T½ — czas połowicznego rozpadu (w tej samej jednostce co t); k = t przez T½ — liczba czasów połowicznych (w zadaniach podstawowych całkowita).
Zapamiętaj

Po czasie t = k · T½ zostaje N = N0 przez 2k jąder: po 1 T½ – 1 przez 2, po 2 T½ – 1 przez 4, po 3 T½ – 1 przez 8.

N₀N₀/20T½2T½3T½4T½N – zostałoN₀ − N – rozpadło sięt
Liczba jąder, które zostały (N), maleje o połowę w każdym T½, a liczba jąder rozpadłych (N₀ − N) rośnie i zbliża się do N₀
  • Jąder, które się rozpadły, jest N0 − N: po 1 T½ – połowa, po 2 T½ – 3 przez 4, po 3 T½ – 7 przez 8 próbki.
  • Wzór dla dowolnego czasu i datowanie ¹⁴C to zakres rozszerzony (klasa IV).
  • Dodatkowo: aktywność próbki to liczba rozpadów w ciągu sekundy, jednostka bekerel: 1 Bq = 1 rozpad/s. Jest proporcjonalna do liczby jąder, więc też maleje o połowę co T½.
Sprawdź, czy rozumiesz

Czas połowicznego rozpadu danego izotopu

3Przykłady

  • Przykład 1. Dane: N0 = 80 mg, T½ = 3 dni, t = 9 dni. Wzór: k = t przez T½, N = N0 przez 2k.
  • Obliczenia: k = 9 przez 3 = 3, N = 80 mg przez 23 = 80 mg przez 8 = 10 mg. Odpowiedź: zostanie 10 mg izotopu, a rozpadnie się 70 mg.
  • Przykład 2. Dane: T½ = 8 dni, t = 24 dni. Obliczenia: k = 3, N przez N0 = 1 przez 23 = 1 przez 8. Odpowiedź: zostanie 1 przez 8 jąder, rozpadnie się 7 przez 8.
Uwaga na błąd

„po 2 T½ rozpadnie się cała próbka”

W każdym kolejnym T½ rozpada się połowa tego, co jeszcze zostało, więc po 2 T½ zostaje 1 przez 4.

✎Ściąga: Czas połowicznego rozpadu

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Po czasie t = k · T½ zostaje N = N0 przez 2k jąder: po 1 T½ – 1 przez 2, po 2 T½ – 1 przez 4, po 3 T½ – 1 przez 8.
  • Czas połowicznego rozpadu T½ to czas, w którym rozpada się połowa jąder danego izotopu obecnych w próbce. To cecha izotopu: nie zależy od masy próbki, temperatury, ciśnienia ani od tego, w jakim związku chemicznym jest pierwiastek.
  • Oznaczenia: N0 — początkowa liczba jąder (albo masa izotopu); N — liczba jąder, które jeszcze się nie rozpadły; t — czas [s, dni, lata]; T½ — czas połowicznego rozpadu (w tej samej jednostce co t); k = t przez T½ — liczba czasów połowicznych (w zadaniach podstawowych całkowita).
  • Dodatkowo: aktywność próbki to liczba rozpadów w ciągu sekundy, jednostka bekerel: 1 Bq = 1 rozpad/s. Jest proporcjonalna do liczby jąder, więc też maleje o połowę co T½.
  • Przykład 1. Dane: N0 = 80 mg, T½ = 3 dni, t = 9 dni. Wzór: k = t przez T½, N = N0 przez 2k.
  • Przykład 2. Dane: T½ = 8 dni, t = 24 dni. Obliczenia: k = 3, N przez N0 = 1 przez 23 = 1 przez 8. Odpowiedź: zostanie 1 przez 8 jąder, rozpadnie się 7 przez 8.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Czas połowicznego rozpadu to czas, w którym

    1. Arozpadają się wszystkie jądra
    2. Bmasa próbki rośnie dwukrotnie
    3. Cjądro rozpada się na dwie równe części
    4. Drozpada się połowa jąder izotopu w próbce
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: rozpada się połowa jąder izotopu w próbce – T½ opisuje statystyczne zmniejszanie się liczby jąder.

  2. Z 80 mg izotopu o T½ = 3 dni po 9 dniach zostaje

    1. A10 mg
    2. B26,7 mg
    3. C0 mg
    4. D20 mg
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 10 mg – 9 dni to 3 czasy połowiczne: 80 mg : 2³ = 10 mg.

  3. Izotop ma T½ = 8 dni. Jaka część jąder zostanie po 24 dniach?

    1. A1/4
    2. B1/8
    3. C1/6
    4. D1/3
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 1/8 – k = 24/8 = 3, więc zostaje 1/2³ = 1/8.

  4. Po ilu czasach połowicznego rozpadu rozpadnie się 7/8 jąder?

    1. Apo 4
    2. Bpo 7
    3. Cpo 3
    4. Dpo 2
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: po 3 – Zostaje 1/8 = 1/2³, więc minęły 3 czasy połowiczne.

  5. Jaka część jąder rozpadnie się w ciągu dwóch czasów połowicznego rozpadu?

    1. A1/2
    2. B1/4
    3. Ccałość
    4. D3/4
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: 3/4 – Zostaje 1/2 · 1/2 = 1/4, więc rozpadło się 1 − 1/4 = 3/4.

  6. Czas połowicznego rozpadu danego izotopu

    1. Arośnie, gdy masa próbki rośnie
    2. Bmaleje po ogrzaniu próbki
    3. Cskraca się z upływem czasu
    4. Dnie zależy od masy próbki ani od temperatury
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: nie zależy od masy próbki ani od temperatury – T½ jest cechą jądra danego izotopu.

  7. Dlaczego rozpad promieniotwórczy nazywamy zjawiskiem statystycznym?

    1. ANie można przewidzieć chwili rozpadu pojedynczego jądra
    2. BRozpad zachodzi tylko w dużych próbkach
    3. CWszystkie jądra rozpadają się równocześnie
    4. DJądra rozpadają się w ustalonej kolejności
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Nie można przewidzieć chwili rozpadu pojedynczego jądra – Dla jednego jądra rozpad jest losowy, a dla ogromnej liczby jąder – regularny.

  8. Próbka zawierała 120 mg izotopu o T½ = 5 lat. Po 10 latach rozpadło się

    1. A120 mg
    2. B30 mg
    3. C90 mg
    4. D60 mg
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: 90 mg – k = 2, zostaje 120 mg : 4 = 30 mg, więc rozpadło się 120 − 30 = 90 mg.

Cały dział „Jądro atomowe”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Fizyka, klasa 3

Ładunek elektryczny i pole elektryczneKondensator – magazyn energii polaPrawo CoulombaNatężenie pola elektrycznegoEnergia potencjalna, potencjał i napięciePrzewodnik w polu i kondensator płaskiNatężenie, napięcie i prawo OhmaOpór przewodnika i charakterystyki I(U)I prawo Kirchhoffa i napięcia ogniwOpór zastępczy i II prawo KirchhoffaSEM i opór wewnętrzny ogniwaMoc, energia i dane znamionoweCiepło Joule’a–LenzaDioda i instalacja domowaMagnesy i linie pola magnetycznegoIndukcja magnetycznaSiła magnetyczna na ładunek i przewodnik z prądemSiła Lorentza i siła elektrodynamicznaTor cząstki, silnik i przewody równoległeFerromagnetyki i pole magnetyczne ZiemiIndukcja elektromagnetyczna i prądnicaStrumień, SEM indukcji i reguła LenzaPrąd przemiennyWartości skuteczne napięcia i natężeniaTransformator i przesył energiiFale elektromagnetyczne i widmoNatężenie faliDyfrakcja i interferencja na szczelinachSiatka dyfrakcyjnaEfekt Dopplera – wzórZałamanie światła i kąt granicznySoczewki cienkie i obrazyPolaryzacja, prawo Malusa i laserFoton, widma i poziomy energii atomuZjawisko fotoelektryczne i jonizacjaIzotopy i promieniowanie jądroweDeficyt masy i energia wiązaniaRozszczepienie, synteza i energia gwiazdPromieniowanie jonizujące a organizmFizyka współczesna – treści fakultatywneDoświadczenia z klasy III i opis wynikuDoświadczenia R, model i uzasadnienieRuch harmoniczny – wychylenie, prędkość, przyspieszenieSprężyna, wahadło, energia i rezonansBilans cieplny i przemiany fazoweGaz doskonały – równanie Clapeyrona i przemianyModel kinetyczny gazu i ciepło moloweSilniki cieplne i II zasada termodynamiki