1樓:匿名使用者
碳有碳一12、碳一13、碳一14三種同位素。其中,碳一12佔98.89% ,碳一13佔1.11% ,它們性質穩定,無放射性,碳一14佔1.2×10^(-10)% 有放射性,碳一14的這一特殊性質,在考古學上發揮了重要作用。碳一14的半衰期為5730年,也就是說每5730年有一半的原子變成了另一種元素的原子,而另一半碳一14未發生變化。
這是碳一14可用來推算動植物年齡的重要條件,另一重要依據是:在宇宙射線強度基本不變的情況下,高層大氣中的氮原子核在太陽射來的高能粒子流的作用下產生碳一14,同時碳一14又自發地進行d衰變。這樣,碳一14的生成和衰變達到動態平衡,使大氣中的碳一14含量保持不變。
在大氣和活的有機體中,碳一12和碳一14的比值是相同的。那麼,碳一14是怎樣進入有機體的呢?有機體死亡後又如何變化呢?
碳一14進入有機體依靠的是植物的光合作用,首先,碳一14與氧氣結合生成14co2,通過上述變化生成葡萄糖,成為有機體的重要成分或為人體。
所食用吸收,而當有機體死亡後,因新陳代謝停止,碳一14無法得到補充,由於衰變使碳一14含量不斷減少,每隔5730年就減少一半,因此化石和遺體中碳一12和碳一14的比例發生變化。時間越久遠,碳一14的含量就越少,根據公式p=2^(-t/5730) ,求出動植物死亡的年代,其中t是從動植物死亡到測量時的時間間隔,單位為年,p是出土動植物殘骸中碳—14和碳—12的含量比與現在大氣中碳—14和碳—12的含量比的比值。放射性同位素的半衰期越長,如鈾一238的半衰期為4.5×10 年,越能用來測定更古老物體的年齡,用鈾一238可以測得太陽系的年齡為45億年。
2樓:匿名使用者
放射性同位素c-14的應用。
自然界中碳元素有三種同位素,即穩定同位素12c、13c和放射性同位素14c,14c的半衰期為5730年,14c的應用主要有兩個方面:一是在考古學中測定生物死亡年代,即放射性測年法;二是以14c標記化合物為示蹤劑,探索化學和生命科學中的微觀運動。
一、14c測年法。
自然界中的14c是宇宙射線與大氣中的氮通過核反應產生的。碳-12不僅存在於大氣中,隨著生物體的吸收代謝,經過食物鏈進入活的動物或人體等一切生物體中。由於碳-12一面在生成,一面又以一定的速率在衰變,致使碳-12在自然界中(包括一切生物體內)的含量與穩定同位素碳-14的含量的相對比值基本保持不變。
當生物體死亡後,新陳代謝停止,由於碳-12的不斷衰變減少,因此體內碳-14和碳-12含量的相對比值相應不斷減少。通過對生物體出土化石中碳-14和碳-12含量的測定,就可以準確算出生物體死亡(即生存)的年代。例如某一生物體出土化石,經測定含碳量為m克(或碳-12的質量),按自然界碳的各種同位素含量的相對比值可計算出,生物體活著時,體內碳-12的質量應為 m克。
但實際測得體內碳-12的質量內只有m克的八分之一,根據半衰期可知生物死亡已有了3個5730年了,即已死亡了一萬七千二百九十年了。美國放射化學家w.f.利比因發明了放射性測年代的方法,為考古學做出了傑出貢獻而榮獲1960年諾貝爾化學獎。
由於碳-12含量極低,而且半衰期很長,所以用碳-12只能準確測出5~6萬年以內的出土文物,對於年代更久遠的出土文物,如生活在五十萬年以前的周口店北京猿人,利用碳-12測年法是無法測定出來的。
碳14為什麼能用來鑑定年代?
3樓:會哭的禮物
碳14測年法。
我們知道碳有三種同位素,14c,13c,和 12c其中碳14是由宇宙射線轟擊大氣圈外層得氮原子而形成的,碳14形成了以後被氧化形成二氧化碳,進入大氣圈,水圈,生物圈等等圈層。
碳14的半衰期為5730年,也就是說經過5730年後原來碳14的含量只剩下一半了,再過5730年後就只剩一半的一半,雖然碳14不斷地在衰減,但是新的碳14也在大氣圈外層源源不斷地產生,基本上可以「收支平衡」,使得大氣圈內地碳14總體含量保持不變 carbon.大家可以想象一下,植物通過光和作用吸收二氧化碳,動物吃植物,還要呼吸。所以每個活著地生命體內的碳元素總在與外界進行交換,從而也保持了空氣中基本的水平。
一旦生命體死去了以後,它再也無法吸收新的碳14,而體內的碳14又在衰減。前面我們講過放射性元素的衰變是時間的函式,碳14也不例外。不論颳風還是下雨,經過5730年後一半的碳14就會衰變為氮並釋放出β粒子(乙個電子).
所以我們就可以根據死亡生命體內碳14的含量得出其死亡的年齡。
經過5個半衰期之後,也就是不到三萬年,碳14就會衰減到一半的一半的一半的一半的一半,大概只有原來的1%了,再往後碳就變成死碳了,也就是說很難找到碳14的蹤跡。因此碳十四測年的範圍就很窄了只有大概五萬年而已。
為什麼碳-14能測定物品的年代?
4樓:廣西師範大學出版社
自然界中存在3種碳的同位素,它們的重量比例是12∶13∶14,分別用碳-12、碳-13、碳-14來表示。前二者是穩定同位素,碳-14則有放射性。碳-14在大氣中存在,在大氣高空層中,因宇宙射線中子和大氣氮核作用而生成。
它在大氣中與氧結合成c4o2分子,與二氧化碳的化學效能是相同的。因此,它與二氧化碳混合一起,參與自然界的碳交換運動。同時,碳-14因光合作用而被植物吸收,並貯存在植物之中。
人和動物需要食用植物,於是也在人體和動物體記憶體留。生物在存活期間,它們不斷地從大氣中獲取這種放射性碳。但是任何一種動物或植物一旦死亡,它就停止吸收,而且會使存留體內的這種放射性碳不斷減少。
大約經過5730年,它的含量可以衰減一半。因此,物理學家將5730年稱為半衰期。由此可知,只要用儀器測出樹木、穀物、人骨、獸骨等生物遺骸中現有的碳-14含量,與它原始的碳-14水平相比,就可以推算出它們在多少年前死亡,進而可以推斷與它們共存的遺存(諸如建築遺址、墓葬或其他遺物)距今已有多少年了。
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