Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям31

Вот так вот, друзья мои! Период полураспада – это вам не фунт изюму.

Но зато, зная период полураспада углерода-14, ученые придумали, как определять возраст старинного пред-мета, если он содержит углерод. Как правило, речь идет о возрасте деревяшек – например, найденных остатках древнего корабля, стреле охотника или уголь-ке первобытного костра. Деревяшки – это сплошной углерод, в древесине его просто уйма. Недаром слова «уголь» и «углерод» одного корня.  Так вот, пока дерево живет, оно дышит. Дышат расте-ния, как знает каждый старый и малый, углекислым газом, который мы выдыхаем. А растения, наоборот, выдыхают кислород, которым дышим мы с вами. Поэ-тому растения для нас очень полезны не только по-тому, что мы их едим. Мы без растений просто жить бы не смогли. Углекислый газ – сложное вещество, состоящее из про-стейших химических элементов: одна молекула угле-кислого газа сделана из двух молекул кислорода

и одной молекулы углерода – СО . Дерево своими зеле-ными листочками поглощает углекислый газ. Зеленые листочки – это реакторы. В них в результате сложной реакции, проходящей при участии солнечного света, молекула углекислого газа разрывается, кислород вы-летает, а из углерода дерево строит себя – ствол. А мы с вами потом выделенный кислород вдохнем, выдохнем углекислый газ, а ствол срубим и сожжем, разбивая кочергой угольки в печке.

Так вот, строя свой ствол из углерода воздуха, дере-во накапливает не только нормальные атомы углеро-да, но и уродливые – нестойкие изотопы С14, которые там одновременно накапливаются и потихоньку рас-падаются.

А когда дерево срубают на дрова или чтобы сделать из него корабль, оно дышать перестает. А значит, в нем перестает накапливаться углерод, включая углерод-14. И дальше изотоп только распадается. Его становится все меньше и меньше и меньше. Через 5700 лет оста-нется половина. Еще через 5700 лет еще половина... Зная количество углерода С14 в воздухе и измерив, сколько его осталось в древней деревяшке, ученые узнают, когда дерево было срублено и отправлено

в костер или на строительство.  Достали археологи со дна моря древний корабль, отда-ли образцы на анализ и получили возраст, когда ко-рабль был построен. Правда, таким методом нельзя определить совсем уж древние образцы, потому что примерно через 40–50 тысяч лет углерод-14 распада-ется почти весь, его остается так мало – буквально считаные атомы, что определить возраст предмета уже не представляется возможным.

У вас может возникнуть вопрос. Ну, хорошо, дерево срубили, оно перестало дышать и накапливать этот изотоп из воздуха. Но в воздухе-то он откуда берется? Почему в воздухе он до сих пор весь не распался за миллионы и миллиарды лет существования нашей пла-неты? Он что, там постоянно образуется?

Конечно! Если бы не образовывался, давно бы уже не было на Земле никакого С14.

В верхних слоях атмосферы углерод-14 постоянно об-разуется из атмосферного азота под воздействием кос-мических лучей, то есть активного солнечного излуче-ния. Сначала космические лучи, сталкиваясь с веще-ством атмосферы, вышибают из него нейтроны. А уже эти вышибленные одинокие нейтроны сталкиваются

с ядрами атомов азота.

Что получается? Простая формулка ядерной реакции написана ниже:

n + 7N14 = 6C14 + р+

Страшная формула? Да ничего подобного! Простень-кая. Тут все как на ладони. Смотрите, нейтрон (n) на-летает на ядро атома азота (N), имеющего 7 протонов и атомный вес в 14 единиц. И вышибает из него один положительно заряженный протон (р+). В результате

получается элемент №6, то есть с шестью протонами в ядре, а это углерод. Можете проверить по таблице Менделеева, если не верите. Атомный вес ядра при

этом не меняется, поскольку на месте выбитого прото-на остается нейтрон.

Вот так в атмосфере все время образуется углерод-14. Этого углерода в атмосфере нашей планеты образуется каждый год... как вы думаете, сколько? Сразу скажу: не замахивайтесь на большие числа. Правильный от-вет – около 8 килограммов. А всего углерода-14 в ат-мосфере Земли – 75 тонн.

Способность изотопов распадаться называют радиоак-тивностью. Это слово вам, наверное, известно. Оно всем известно и всех пугает, особенно взрослых. Это слово сразу связывается в их сознании с атомными бомбами, на месте взрыва которых остается радиоак-тивное загрязнение, которое убивает людей. Ведь энергию своего взрыва атомные бомбы получают как раз за счет распада изотопов тяжелых металлов.

Скачано с www.znanio.ru