Wie funktioniert die C14 Methode?

Wir sind Schülerinnen aus der 9ten Klasse eines Gymnasiums und müssen ein Referat in Physik über die C14 Methode halten. Leider haben wir nicht viel Ahnung von Physik,Chemie oder Bio. Bitte antwortet verständlich und nicht in Fachsprache (Da verstehen wir nämlich nichts :smiley:)

Hey ihr
Es tut mir wirklich sher Leid. Ich habe vor 4 Jahren mein Abi gemacht, und wie das Leben nun einmal ist, Vieles vergessen. U.a. auch, mich hier abzumelden. Ich habe aber mal gegoogelt und viele interessante Ansätze gefunden. Schaut doch mal dort hinein. Ich denke, da werden einige verständliche Sachen dabei sein. Sorry nochmal und viel Erfolg!!!
Beste Grüße Mario

Wir sind Schülerinnen aus der 9ten Klasse eines Gymnasiums und
müssen ein Referat in Physik über die C14 Methode halten.
Leider haben wir nicht viel Ahnung von Physik,Chemie oder Bio.
Bitte antwortet verständlich und nicht in Fachsprache (Da
verstehen wir nämlich nichts :smiley:)

Hallo Kinghomie,

Da es für ein Referat immer gut ist, eine Einleitung zu schreiben, erkläre ich mal zuerst, wie es dazu kommt, dass man auf alle möglichen Dinge diese Methode anwenden kann.
Wie ihr vielleicht wisst, besteht die Luft zu einem sehr großen Anteil aus Stickstoff (78 Prozent). Im Sonnenlicht wiederum sind verschiedene Strahlungsarten enthalten (wie zum Beispiel die Strahlung, dass man in der Sonne braun wird) und eine dieser Strahlungen (die kosmische Höhenstrahlung) sorgt dafür, dass in der oberen Atmosphäre Neutronen freigesetzt werden, das sind ganz kleine Teilchen, welche normalerweise im Atomkern sitzen. Diese Neutronen wiederum werden von den Stickstoffatomen gefangen (nämlich in ihrem Kern) und diese Atome verändern sich dadurch, sie werden nämlich zu radioaktivem Kohlenstoff, indem sie weil ihr Kern nun so vollgestopft ist (bildlich gesprochen) eines ihrer Protonen wegstoßen, welches vorher auch in dem Kern war (Kerne bestehen aus Protonen und Neutronen). Wenn so etwas passiert, dann wird aus dem Stickstoff Kohlenstoff, welcher radioaktiv ist (was jetzt nicht bedeuten soll, dass jeder Kohlenstoff radioaktiv ist). Nun sind also lauter kleine radioaktive Atome in der Luft und da ja bekanntlich Lebewesen Luft atmen, kommen durch die Atmung von Tieren und Pflanzen diese radioaktive Atome in den natürlichen Kreislauf der Natur, was bedeutet, dass diese Atome (welche C-14 Atome genannt werden, da normale C Atome nicht strahlen) in Allem was uns umgibt enthalten sind, aber da Erde und Textilien (also Kleidung) und andere Sachen nicht leben, können sie dies Atome nicht beeinflussen und somit sind diese ein fester Bestandteil der Gegenstände. Durch diese Strahlung jedoch verlieren sie nach und nach in gewisser Weise Energie, d.h. die Atome zerfallen. Das ist im Prinzip so ähnlich wie mit einem Baum, wenn ihr wissen wollt wie alt ein Baum war, der gefällt wurde, dann zählt ihr die Jahresringe. Wenn ihr wissen wollt wie alt zum Beispiel eine antike Vase ist, dann seht ihr nach wie weit diese C-14 Atome zerfallen sind.

Nun zu der Methode:
Bei einem Baum ist das ja leicht, man weiß dass je Ring ein Jahr vergangen ist, also Alter = Anzahl der Ringe.
Bei Der Zerfallsmethode ist das etwas komplizierter, denn die Atome zerfallen nicht linear sondern exponentiell. Was man zur Berechnung braucht ist einfach. Beim Baum braucht ihr am Anfang die Anzahl der Ringe und bei der C-14 Methode braucht ihr stattdessen die Anzahl dieser strahlenden Atome (was wirklich viele sind). Diese Zahl wird oft mit N(0) bezeichnet.
Beim Baum multipliziert man rein theoretisch diese Anzahl der Ringe mit 1 um auf das Ergebnis zu kommen. Dieser Schritt ist jetzt der kompliziertere bei der C-14 Methode, denn da multipliziert man N(0) mit einer Zahl, welche e heißt (die eulersche Zahl) und etwa den Zahlenwert 2,7 hat und im Exponenten dieser Zahl steht dann eine bestimmte Zahl (mit einem Minus davor, damit das Atom auch radioaktiv zerfällt und nicht plötzlich das Gegenteil macht) welche mit der Zelt multiplizier wird, wie lange jetzt dieser Gegenstand schon nicht mehr sozusagen mit einem lebenden Wesen verbunden ist (denn solange man atmet nimmt man ja stetig diese Atome auf).
Da ich nicht weiß ob ihr schon mit Logarithmus rechnet, erklär ich das nochmal ganz kurz. Wenn ihr eine Rechnung habt y=2x, dann gibt es ja eine Rechnung die das ganze umkehrt, das wäre dann x= y/2 . Und so etwas gibt es für jede Rechenarten. Und da hier die Zeit, welche wir ja eigentlich suchen, im Exponenten steht, gibt es einen Logarithmus mit dem man die Rechnung so umkehren kann ,dass auf der einen Seite dann t steht. Hier zuerst die Ausgansformel :
N(t)=N(0)*e^(-konstante*t) N(t) ist dann sozusagen die Anzahl der restlichen Atome und t ist die Zeit.
nach t umgestellt heißt die Formel dann
t=ln(N(t)/N(0))/(-konstante) und schon kann man die Zeit ausrechnen, denn die Taste ln gibt es fast auf jedem Taschenrechner.

Ich hoffe ich konnte helfen, wenn ihr noch weitere Fragen habt, könnt ihr euch gerne an mich wenden.

Dankeschön für die super Erklärung :smile:
Sie haben uns echt geholfen :smile:

Die Radiokarbonmethode, wie sie auch genannt wird, geht auf W.F. Libby zurück, der 1947 diese Technologie entwickelte, die eine Altersbestimmung in der Archäologie und Geologie zuliess, indem man den radioaktiven Zerfall des Kohlenstoffisotops C14 mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren zu Hilfe nimmt. Alle lebenden Organismen nehmen durch den Stoffwechsel (Photosynthese und Nahrungskette) aus der atmosphärischen Kohlenstoff-Konzentration diese Isotope in sich auf bei gleichem Häufigkeitsverhältnis von C14 zu C12 . Stirbt ein Organismus, dann hört die Aufnahme sofort auf und es beginnt der Zerfall des C14 Isotops während C12 stabil bleibt. Misst man nun das Verhältnis der beiden Isotope, dann kann man anhand der Halbwertszeit von C14 die Zeit ermitteln, seitdem das organische Material aus dem globalen CO2-Kreislauf ausgeschieden ist und keinen Kohlenstoff mehr in sich aufnahm.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo,
hier ein paar Infos zur C14 Methode:
Die Radiokarbonmethode oder C-14-Methode ist eine insbesondere in der Archäologie angewendete Methode zur Bestimmung des Alters von organischem Material das von unserer Erde stammt. Sie basiert auf dem Zerfall des radioaktiven Kohlenstoff - Isotops C14. Mit dieser Methode können Alter bis etwa 50.000 Jahre bestimmt werden. Sie wird überwiegend verwendet um das Alter von Fossilien aus der Bronzezeit und nachfolgenden Epochen zu bestimmen.

Ich hoffe das reicht Euch, den Rest müsst ihr Euch schon selbst erarbeiten… :wink:

LG Markus

Wir sind Schülerinnen aus der 9ten Klasse eines Gymnasiums und
müssen ein Referat in Physik über die C14 Methode halten.
Leider haben wir nicht viel Ahnung von Physik,Chemie oder Bio.
Bitte antwortet verständlich und nicht in Fachsprache (Da
verstehen wir nämlich nichts :smiley:)

Liebe Schüler,Die Radiokarbonmethode, wie sie auch genannt wird, geht auf W.F. Libby zurück, der 1947 diese Technologie entwickelte, die eine Altersbestimmung in der Archäologie und Geologie zuliess, indem man den radioaktiven Zerfall des Kohlenstoffisotops C14 mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren zu Hilfe nimmt. Alle lebenden Organismen nehmen durch den Stoffwechsel (Photosynthese und Nahrungskette) aus der atmosphärischen Kohlenstoff-Konzentration diese Isotope in sich auf bei gleichem Häufigkeitsverhältnis von C14 zu C12 . Stirbt ein Organismus, dann hört die Aufnahme sofort auf und es beginnt der Zerfall des C14 Isotops während C12 stabil bleibt. Misst man nun das Verhältnis der beiden Isotope, dann kann man anhand der Halbwertszeit von C14 die Zeit ermitteln, seitdem das organische Material aus dem globalen CO2-Kreislauf ausgeschieden ist und keinen Kohlenstoff mehr in sich aufnahm

viel Erfolg Euer Tommcat