Datowanie - gra

Zagadnienia

• Datowanie radiometryczne
• Datowanie radiowęglowe
• Okres połowicznego zaniku
• Promieniotwórczość

Opis

Dowiedz się o różnych typach datowań radiometrycznych, takich jak datowanie węglem. Zrozum, w jaki sposób rozkład izotopów i ich okres połowicznego zaniku umożliwia datowanie. Zagraj w grę, która testuje Twoją umiejętność dopasowania procentu pozostałego pierwiastka datowanego do wieku obiektu.

Źródło: OpenStax GitHub, na licencji GNU Affero General Public License Version 3.0 (na podstawie PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, https://phet.colorado.edu Na licencji CC BY 4.0).

W opracowaniu niniejszego poradnika wykorzystano materiały PhET: Strona źródłowa symulacji, Teacher Tips (Loeblein, sierpień 2012)

W szablonie strony wykorzystano kod html/css: phydemo.app.

Poziom

Szkoła podstawowa, szkoła średnia

Przykładowe cele nauczania

• Wyjaśnij pojęcie okresu połowicznego rozpadu, w tym losowy charakter rozpadów, w odniesieniu do pojedynczych cząstek i większych próbek.
• Opisz procesy rozpadu, w tym sposób, w jaki pierwiastki się zmieniają i emitują energię i/lub cząsteczki
• Wyjaśnij, jak działa datowanie radiometryczne i dlaczego różne elementy są używane do datowania różnych obiektów.
• Ustal, że okres połowicznego zaniku to czas rozpadu 1/2 substancji radioaktywnej.

Przykładowe materiały teoretyczne

• Metody datowania stosowane w badaniach nad ewolucją (ZPE)
• Metody określania wieku względnego i bezwzględnego skał (ZPE)
• Datowanie izotopowe (Wikipedia)
• Datowanie radiowęglowe (Wikipedia)
• Przemiany jądrowe (ZPE)
• Okres półtrwania izotopu w ujęciu ilościowym (ZPE)
• Jak definiujemy pojęcie czasu połowicznego zaniku? (ZPE)
• Podsumowanie wiadomości z fizyki jądrowej (ZPE)
• Fizyka jądrowa (OpenStax)

Sterowanie symulacją

Wykorzystaj szybkość rozpadu promieniotwórczego i stosunek liczby atomów izotopów pierwotnych do pochodnych węgla-14 i uranu-238, aby określić wiek różnych obiektów.

Ekran Czas połowicznego zaniku (link bezpośredni)

Na tym ekranie uczniowie mogą obserwować rozpady jąder Węgla-14, Uranu-238 lub użyć własnego wyboru, z możliwością regulacji okresu połowicznego zaniku.

Ekran Tempo rozpadu (link bezpośredni)

Na tym ekranie uczniowie mogą obserwować rozpady większej liczby jąder Węgla-14 lub Uranu-238. Na wykresie pokazano jaki procent stanowią jądra wyjściowe, a jaki po rozpadzie. Naciśnij przycisk Resetuj wszystkie jądra, aby ponownie obserwować proces.

Ekran Pomiary (link bezpośredni)

Na tym ekranie uczniowie mogą dokonywać pomiaru zawartości izotopu w skale wulkanicznej lub martwym drzewie i powiązać go z upływającym czasem.

Ekran Datowanie - gra (link bezpośredni)

Na tym ekranie uczniowie mogą sprawdzić swoją wiedzę dotyczącą datowania, poprzez oszacowanie wieku różnych obiektów.

Złożone sterowanie

• Można wstrzymać symulację , a następnie użyć funkcji Krok do stopniowej analizy.
• Pamiętaj, aby wypróbować wszystkie karty w górnej części symulacji.
• Przywraca wszystkie jądra do węgla-14 lub uranu-238 i resetuje wykres.

• Na karcie Tempo rozpadu suwak na pojemniku umożliwia uczniom łatwą zmianę liczby atomów, które chcą obserwować.
• Atom własny umożliwia zmianę czasu połowicznego rozpadu za pomocą górnego wykresu. Uczniowie mogą przeciągać czerwony znacznik czasu połowicznego rozpadu, aby lepiej zrozumieć, co on reprezentuje.

Spostrzeżenia na temat korzystania z aplikacji przez uczniów

• W zakładce Gra nie są przyznawane żadne punkty ani nie ma sposobu, aby określić, ile razy uczeń próbował oszacować wartość. Obiekty nie zmieniają się. Gra ma po prostu pomóc uczniom przetestować ich własne pomysły.
• Gdy uczeń chce poprawić błędną odpowiedź może ponownie najechać sondą na badany przedmiot. Ponownie pojawi się okno z polem na odpowiedź. Po wykorzystaniu każdej kolejnej możliwości oszacowania, poprzednia wartość zostaje usunięta i nadpisana przez ostatnią.
• Uczniowie mogą wykorzystać wykres, aby pomóc sobie w oszacowaniu, przesuwając niebieski (biały - podczas przeciągania) znacznik.

Uproszczenia / założenia modelu

• Czas jest względny. Dla żywego obiektu czas zero to czas jego śmierci. Czas zerowy dla skał wulkanicznych jest wtedy, gdy ostygną.
• Przyjęto, że w skałach zawartość węgla-14, a w obiektach organicznych zawartość uranu-238 stale wynosi zero.

Sugestie dotyczące wykorzystania

Wskazówki dotyczące wszystkich symulacji zawarte są w informacjach ogólnych.

Więcej porad dotyczących korzystania z symulacji z uczniami można znaleźć na stronach PhET w sekcji Wskazówki dotyczące korzystania z PhET.

Przykładowe polecenia

• Wyjaśnij, jak działa datowanie radiometryczne i dlaczego do datowania różnych obiektów używa się różnych izotopów.
• Jakiemu typowi reakcji ulegają węgiel -14 i uran - 238? Wyjaśnij, jak udało Ci się to ustalić i napisz reakcję dla każdego z nich.
• Wyobraź sobie, że jesteś naukowcem i dysponujesz narzędziem podobnym do tego z zakładki Datowanie - gra:
• Jak zdecydować, którego izotopu użyć: Węgiel-14 czy Uran-238?
• W jaki sposób zawartość procentowa izotopu pozwala oszacować wiek?
• Jeśli nie możesz uzyskać odczytu na danym obiekcie, takim jak skamieniałość ryby, co jeszcze możesz wypróbować? Określ przybliżony wiek skamieniałości ryby i wyjaśnij, co należało zrobić, aby go oszacować.

Zobacz wszystkie opublikowane na stronach PhET aktywności dla Datowanie - gra tutaj (dostęp do materiałów wymaga zalogowania).

Symulacje zbliżone tematycznie