放射性碳测年(或碳-14测年)是一种能够准确测定大约 60,000 年以内的有机材料年龄的科学方法。该技术基于碳-14同位素的衰变。原始原子数量衰变一半所需的时间定义为半衰期。该过程由方程 N=N0e−ktN = N_0 e^{-kt} 建模,其中 kk 是常数,tt 是以年为单位的时间,N0N_0 是物体中最初的物质含量。 碳-14的半衰期为 5730 年,这意味着在生物体死亡 5730 年后,其一半的碳-14原子已经衰变。

  1. (a)

    求 kk 的值。

  2. (b)

    发现一具木乃伊体内还残留着最初 8% 的原子。这个人是在多少年前去世的?结果保留到最接近的整数。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

3(a)

1. Substitute the half-life conditions into the given model

When t=5730t = 5730, N=12N0N = \frac{1}{2}N_0.
12N0=N0e−5730k\frac{1}{2}N_0 = N_0 e^{-5730k}

2. Solve for $k$ using natural logarithms

0.5=e−5730k0.5 = e^{-5730k}
ln⁡0.5=−5730k\ln 0.5 = -5730k
k=ln⁡0.5−5730k = \frac{\ln 0.5}{-5730}
k≈0.000120968≈0.000121 (to 3 s.f.)k \approx 0.000120968 \approx 0.000121 \text{ (to 3 s.f.)}

答案

0.0001210.000121

3(b)

1. Substitute the given percentage and the value of $k$ from part (a) into the model

From part (a), k=ln⁡25730k = \frac{\ln 2}{5730}.
Given N=0.08N0N = 0.08N_0,
0.08N0=N0e−(ln⁡25730)t0.08N_0 = N_0 e^{-\left(\frac{\ln 2}{5730}\right)t}

2. Solve for $t$ using logarithms

0.08=e−(ln⁡25730)t0.08 = e^{-\left(\frac{\ln 2}{5730}\right)t}
ln⁡0.08=−(ln⁡25730)t\ln 0.08 = -\left(\frac{\ln 2}{5730}\right)t
t=−5730ln⁡0.08ln⁡2t = -\frac{5730 \ln 0.08}{\ln 2}
t≈20879.43t \approx 20879.43

3. State the final answer rounded to the nearest whole number

t=20879 (to nearest whole number)t = 20879 \text{ (to nearest whole number)}

答案

2087920879 years

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1回答所有问题。 已知 a=b2+4ac2aa = \sqrt{\frac{b^2+4ac}{2a}},当 a=4a = 4 且 c=−1c = -1 时,求 bb 的值。 答:b=b = ... 化简 (125p6q−3)−13×(3p0q)2\left(\frac{125p^6}{q^{-3}}\right)^{-\frac{1}{3}} \times \left(\frac{3p^0}{\sqrt{q}}\right)^2…
  2. 2潘先生买了一辆新车。tt 个月后,其价值 VV 由 V=250000e−ptV = 250000e^{-pt} 给出,其中 pp 为常数。该车在 36 个月后的价值为 $180 000。 证明 pp 大约为 0.00913。 求当该车的预期价值为 \…
  3. 3图示为曲线 y=3e−12x−6y = 3e^{-\frac{1}{2}x} - 6 的一部分,该曲线与 xx 轴相交于点 PP,与 yy 轴相交于点 QQ。曲线在点 QQ 处的法线与 xx 轴交于点 RR。求 法线的方程, 阴影区域的面积。
  4. 4某种放射性同位素的衰变可以用指数方程 N=N0e−atN = N_0 e^{-at} 来模拟,其中 tt 为周数,NN 表示放射性同位素的剩余量,N0N_0 和 aa 是常数。 该放射性同位素样品的初始质量为 100.9 g。 2 周后,发现…
  5. 5已知 125x=51−x25\sqrt{125^x} = \dfrac{5^{1-x}}{25},求 125x\sqrt{125^x} 的值。 证明 log⁡2x−log⁡16x=3lg⁡x4lg⁡2\log_2 x - \log_{16} x = \dfrac{3\lg x}{4\lg 2}。