Author's photo
Zuzana K.
fyzika - vš

Určení stáří horniny

Zdravím! Potřebovala bych poradit s příkladem do radiofyziky. Vím, že určitě bude v principu jednoduchý, ale já si zkrátka s ním nevím rady :D
Zadání: Měření vzorku horniny z Měsíce na hmotnostním spektrometru ukázala, že poměr počtu přítomných (stabilních) atomů argonu 40Ar k počtu (radioaktivních) atomů draslíku 40K je 10,3. Předpokládejme, že všechny argonové atomy vznikly rozpadem draslíku s poločasem rozpadu t = 1,25 ∙ 109 a. Jaké je stáří horniny? Výsledek by měl vyjít 4,37 ∙ 10 na 9 a.
Moc děkuji za jakoukoliv myšlenku

3 odpovědí
avatar
Zrušený účet
Podle mě jde v podstatě jen o práci se zlomky, takže jen základní myšlenky :
Poločas rozpadu odpovídá poměru (stabilních a nerozpadlých) 1:2
Hledáme tedy čas, který odpovídá poměru 1:10,3
Patrně lze použít jednoduchou úměrnost, ale možná jsem to špatně pochopil
Hezký den, bohužel se mýlíte, že úloha je jednoduchá, jak nakonec uvidíte z mého řešení. Je nutno použít zákon radioaktivní přeměny, což je klesající exponenciální funkce, Je třeba určit (nebo znát) co do zákona dosadit a vyřešit exponenciální rovnici (logaritmováním přes přirozený logaritmus).
Rozhodně úlohu nelze řešit žádnou přímou úměrou jak vám radí kolega výše!
Pokud budete potřebovat konzultaci, doufám, že budete vědět na koho se obrátit.
S pozdravem RNDr. V. Soukup
Přílohy:
Answer image
Komentáře:
Zrušený účet
Máte pravdu, teď jsem o tom popřemýšlel víc a vychází tam opravdu "ošklivá" křivka. Jste machr a máte můj velký obdiv
Odvození příslušné diferenciální rovnice, pomocí které se zjistí čas, který uplynul od počátečního času při daném výchozím množství radioaktiní látky, viz níže :
Aby se porozumělo, jak se k tomu došlo, je nutné k tomu znát diferenciální rovnice (alespoň tu nejjednodušší zde separovatelnou), kdy se vlastně vychází z rychlosti té přeměny v čase a ta rychlost (alias derivace podle času) dá tu výchozí diferenciální rovnici a z ní vzejde ten výraz, pomocí kterého se řeší potřebný čas na rozpad z daného výchozího množství na aktuální množství, když známe čas polopřeměny (říkat poločas je dost matoucí, ten se užívá leda tak v nějaké hře, kde se hraje na čas). viz níže :
Přílohy:
Answer image
Komentáře:
MILAN K.
V tom řádku uprostřed mělo být e ^ lambda T = 1/2 (nikoliv=2), pak vyjde správně lambda = (ln 2)/T a pak - lambda = -ln2/T, kde T je ten čas polopřeměny 1.25*10^9
MILAN K.
Ten výraz pro to klesající množství se dá upravit také takto : N(t) = N0 * (1/2)^(t/T), kde t je čas stáří vzorku, který chceme určit (4.372 * 10^9 let) a T je čas polopřeměny 1.25 * 10^9 let. Čili : (počet dílů draslíku dnes/počet dílů draslíku kdysi) = 1/11.3 = 0.5^(4.372/1.25) (ty miliardy let se vykrátí), takže poměr dílů přeměněné látky = jedna polovina povýšená na poměr uplynulého času a času polopřeměny.
Zuzana K.
Dobrý den, Vaše odpovědi jsem prostudovala a nyní již příkladu rozumím. Sama jsem se bez pomoci nemohla dostat přes odvození. Moc tedy děkuji