غموض في حساب العمر
 

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
لي غموض في كيفية حساب عمر عن طريق الكربون 14 أو أحرى النسبة بين الكربون 14 والكربون 12
الرجاء مناقشة الموضوع والإفادة

رد: غموض في حساب العمر
 

أخي الكريم وقع بيدي هذا الموضوع من فترة وللحق هو قيم جدا .. اقرأه وبعده نحن على موعد لنتناقش فيه ,,
قراءة ماتعـــــــــة أخي الكريم ,,

كـيــف يــسـتــخـدم كـــــــربــون 14 في حـسـاب العـمر ::


http://www.hazemsakeek.com/QandA/carbon-14/fossil.jpg

قد يصل عمر قطعة من الخشب او العظام إلى 5000 عام. ومن الطبيعي ان نتسأل عن كيفية تمكن العلماء من تقدير عمر الأثار والحفريات التي توجد على الكرة الأرضية، وما هي الطريقة المستخدمة؟
يستخدم كربون-14 كمقياس لتقدير أعمار الحفريات ذات الأساس البيولوجي والتي قد يصل عمرها في بعض الأحيان أكثر من 50000 سنة.

ما هو كربون-14؟

تصطدم الأشعة الكونية cosmic rays الغلاف الجوي باستمرار، ويقدر أن ملايين الاشعة الكونية تصطدم بجسم الانسان كل ساعة. تصطدم الأشعة الكونية بذرات الغلاف الجوي مما ينتج عنه اشعة كونية ثانوية في شكل نيوترون تحمل طاقة حركة، تصطدم هذه النيوترونات بذرات النيتروجين-14 المكون من سبع بروتونات وسبع نيوترونات. ينتج عن هذا التصادم ذرة كربون-14 المكونة من ستة بروتونات وثمانية نيوترونات وتتحرر ذرة هيدروجين المكونة من بروتون واحد فقط. تعتبر ذرة الكربون-14 ذرة غير مستقرة لأن عدد بروتوناتها لايساوي عدد نيوتروناتها مما تسمي بالكربون المشع الذي له عمر نصف (وهو العمر اللازم لكي تقل كمية النشاط الإشعاعي إلى النصف) هو 5730 سنة.

n + 14N → 14C + 1H

كربون 14 هو نظير من نظائر الكربون المشعة ، وهو مصدر لاشعة (B) يتحلل بمرور الوقت . فاذا كان لدينا كمية معينة منه ، بعد مرور 5730 عام يكون قد تحلل نصفها . وهذا ما ندعوه بعمر النصف ، ويكون لنا هذا العمر بمثابة الاساس الذي نعتمد عليه في اعتبار كربون 14 كطريقة ناجعة في تحديد العمر .


http://www.hazemsakeek.com/QandA/car.../carbon-14.jpg

شرح للدورة الطبيعية لانتاج كربون 14 وامتصاصه في النبات ومن ثم للانسان إلى ان يتحلل إلى نيتروجين 14 وتقل نسبته في الجسم بمرور الزمن.

الكربون14 موجود في كل الكائنات الحية..

ذرات الكربون14 التي تنتج من الأشعة الكونية تتحد مع الأكسجين لتكون ثاني أكسيد الكربون، يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون من قبل النباتات خلال عملية التمثيل الضوئي، ينتقل كربون-14 من النبات إلى الانسان والحيوان من خلال الأكل. تكون نسبة الكربون-12 إلى الكربون-14 في الهواء وفي كافة الكائنات الحية نفس النسبة. ويقدر عدد ذرات الكربون-14 في الهواء بذرة واحدة لكل 1012 ذرة كربون-12، ذرات الكربون-14 مشعة وتضمحل باستمرار من خلال اطلاق اشعة بيتا ولكن يتم تعويض الفاقد من جسم الكائنات الحية بمعدل ثابت من خلال ما نتناوله عام أو ماء
عند هذه اللحظة نؤكد على أن جسم الانسان يحتوي على نسبة ثابتة من الكربون-14 فيه وتساوي نفس النسبة في الحيوان والنبات..

حساب العمر

تكمن الفكرة في الاعتماد على الكربون-14 لحساب العمر عن توقف توزيد الكمية المفقودة من الكربون-14 عند الوفاة للكائن الحي فتختلف النسبة بين الكربون-12 إلى الكربون-14 عن باقي الكائنات الحية لان الكربون-14 هو عنصر مشع ويضمحل بمعدل ثابت مع الزمن من خلال اطلاق جسيمات بيتا ولا يتم تعويضه كما هو الحال للكائن الحي. بينما يبقى الكربون-12 ثابتا في جسم الكائن قبل الوفاة وبعده. وعليه نستنتج أنه بقياس النسبة بين الكربون-14 إلى الكربون-12 ومقارنة النتيجة مع النسبة بينهما في الكائنات الحية يمكن حساب عمر العينة.

والمعادلة التالية توضح نحسب العمر
t = [Ln (Nf/No) / (-0.693) ] x t1/2

حيث Ln هي دالة اللوغاريتم الطبيعي، Nf/No هي النسبة بين كربون-14 في العينة إلى الجسم الحي. و t1/2 هو عمر النصف للكربون-14 والذي يساوي 5730 سنة.

فإذا افترضنا أن هناك عينة تم قياس نسبة كربون-14 ووجدت أنها 10% بالمقارنة مع نسبته في الاجسام الحية فإن حساب عمر العينة يكون حسب المعادلة السابقة على النحو التالي:

t = [ Ln (0.10) / (-0.693) ] x 5,700 years

t = [ (-2.303) / (-0.693) ] x 5,700 years

t = [ 3.323 ] x 5,700 years

t = 18,940 years old

ملاحظة

لأن عمر النصف للكربون-14 هو 5730 سنة فإن الكربون-14 يستخدم لتقدير عمر كائنات لا يزيد عمرها عن 60000 سنة. ولكن بنفس المبدأ الذي يستخدم لتقدير العمر في الكربون-14 يطبق على عناصر مشعة أخرى تتواجد في جسم الانسان مثل البوتاسيوم-40 وعمر النصف له كبير جداً ويساوي 1.3x109 سنة. كذلك عنصر اليوراتيوم-238 وعمر نصفه 4.5x109 سنة ةعنصر الثوريوم-232 الذي عمر نصفه 14x109 سنة وعنصر الرابيديوم-87 الذي عمر نصفه 49x109 سنة.
باستخدام العناصر السابقة يتمكن العلماء من تقدير أعمار العينات التي اساسها كائنات حية أو العينات الجيولوجية.
جدير بالذكر ان تقدير الاعمار باستخدام الكربون-14 او غيره من العناصر المشعة لا يعطي نتائج دقيقة للعينات بعد العام 1940 حيث تم اكتشاف القنابل النووية والمفاعلات النووية التي انتجت التجارب عنها اضافة لنسبة العناصر المشعة الموجودة في الطبيعة مما احدث خلل في النسبة الطبيعية بين الكربون-12 والكربون-14 في الغلاف الجوي التي اعتمدنا عليها في حساب عمر العينة.

الأسطوووووووووورة

رد: غموض في حساب العمر
 

مشكور ياأخي إنتظري لأتمعن وأعيد قراءة النص بهدوء ونرى إن زال الغموض أم لا

رد: غموض في حساب العمر
 

لا شكر على واجب ..

على الرحب والسعة ..

أختكم .. أسطووووووورة

رد: غموض في حساب العمر
 

تتبادل الكائنات الحية باستمرار غاز ثاني اكسيد الكربون مع الجو المحيط بها ويتكون الكربون الموجود في الغلاف الجوي والكائنات الحية بالدرجة الاولى من النظير المستقر الكربون 12 حيث تبلغ نسبته 98.89% ولكن توجد نسبة ضيئيلة للغاية من النظير المشع للكربون 14 في الغلاف الجوي حيث تبلغ نسبته 1.3*10^10%
من كمية الكربون الكلية ومع التحلل المستمر للكربون -14تتناقص كمية النظير من الغلاف الجوي ولكن يذهب العلماء الى القول بان الاشعة الكونية التى تضرب الغلاف الجوي باستمرار تؤدي الى تكوين كميات جديدة من الكربون 14 بصورة تؤدي الى التعويض عن التناقص الناجم عن التحلل المستمر الامر الذي يؤدي الى ثبات نسبة الكربون 14 في الغلاف الجوي وفي الكائنات الحية نتيجة للتبادل المستمر بينها وبين الغلاف الجوي لمادةco2 ولكن عند موت الكائن الحي فان عملية التبادل لمادة co2 مع الغلاف الجوي تتوقف لتوقف النشاط الحيوي للكائن الحي وبالتالي ينجم عن التحلل المستمر للكربون -14 في بقايا الكائن الحي بعد موته والتى تعرف باسم المستحاثات وتناقص نسبة الكربون -14 نسبة للمحتوى الكلي للكربون ومن قياس فاعلية الكربون 14 الاشعاعية للمستحاثات ومقارنتها بالفاعلية للكربون -14 في الكائنات الحية نستطيع حساب عمر المستحاثات كما يتضح في المثال الاتي
احسب الفاعلية الاشعاعية فس كائن حي يحتوي نصف كليو غرام من عنصر الكربون؟
-dN/dtN
حيث:
Ln2/t½
وعمر النصف للكربون 5730years
بينما N عبارة عن عدد ذرات الكربون 14الموجود في عنصر الكربون الموجود في الكائن الحي (لدينا نصف كيلو غرام من الكربون)
ومن ثم نقوم بحساب عدد ذرات الكربون الموجودة في الكائن الحي N
N=6.02*10^23*500/12=250.83*10^23
نسبة وجود الكربون -14 هي 1.3*10^-10%وبالتالي تكون N14اي عدد ذرات الكربون 14
N14=(1.3*10^-10/100)*250.83*10^23
N14=3.26*10^13
فتكون الفاعلية لعنصر الكربون 14 الموجود في جسم الكائن الحيه هي
ANN.Ln2/t½
A=ln(2)*3.26*10^13/5730*365*24*60*60
A=125SECOND
وانا بشكر الاسطورة اما كتبت موضوع متواضع وحاب اشوف راي الاعضاء رايح نظل نتعلم من ملكة الفيزياء النووية

رد: غموض في حساب العمر
 

اختي الكريم انا كتبت الرموز في اللغة الانجليزية لكنها اختفت هذا مشى ذنبي اذا ماكان في المنتدي محرر شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك ... لك مني أجمل تحية . معادلات

رد: غموض في حساب العمر
 

لا عليك أخي الكريم .. لم يحصل إلا الخير ..

حياك الله وجاري قراءة ما كتبت ,,

أسطوووووووورة

رد: غموض في حساب العمر
 

انا بشكركم على الموضوع الشيق لكن حبيت اسأل سؤال جات منين

رد: غموض في حساب العمر
 

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
من اجل ايجادها:
نعرف ان نسبة وجود الكربون-14 هي 1.3*10^-10
وعدد ذرات عنصر الكربون في الكائن الحي هي =250.83*10^23
كيف اجت
كتلة الكربون C12 هي 12غرام
ثابت افوجادور 6.02*10^23
والكائن يحتوي على 1/2 كيلو غرام
عد ذرات عنصر الكربون N???
N=ثابت افوجادور*1/2كيلو غرام/كتلة الكربون C12
تكون نسبة Nبعد القسمةهي
250.83*10^23

رد: غموض في حساب العمر
 

وبعد ذلك:
لايجاد N14:
N14=نسبة وجود الكربون -14/100*عدد ذرات الكربونN
شكر اخي فارس الفيزياء موفق بإذن الله ... لك مني أجمل تحية .