Wie kann man *einfach* die c14 Methode erklären?

4 Antworten

Die C-14-Methode wird zur Datierung von organischem, vor allem biogenem Material aus Pflanzen und Tieren (einschließlich Holz oder Papier, Leder oder Pergament) verwendet.

Das 'C' steht dabei für das Element Kohlenstoff. Es ist Hauptbestandteil organischer Substanzen und besteht wie alle Materie aus Atomen.

Jedes Atom ist aus den negativ geladenen Elektronen und einem positiv geladenen Atomkern (lat. nucleus) aufgebaut, der wiederum aus einer Anzahl gleich schwerer Bausteine, den Nukleonen, zusammengesetzt ist.
Für deren Anzahl im Kern steht die 14.

Es gibt zwei Arten von Nukleonen, die Protonen und die Neutronen. Protonen sind positiv geladen, und daher bestimmt ihre Zahl, welches Element es überhaupt ist. Bei Kohlenstoff sind es 6, bei Stickstoff 7.

Neutronen sind quasi der Kitt, der die Nukleonen einschließlich der Protonen, die sich elektrostatisch eigentlich abstoßen, trotzdem zusammenhält. Ihre Zahl kann innerhalb eines Elements variieren, und die Varianten werden Isotope genannt.

In C-14, chemisch ¹⁴C genannt, gibt es 8 Neutronen und die 2 zusätzlichen Neutronen machen den Atomkern instabil.

Er wandelt sich durch Betazerfall mit einer konstanten Halbwertszeit von ca. 5500 Jahren zu ¹⁴N.

Die Halbwertszeit ist die Zeit, nach der statistisch etwa die Hälfte der ¹⁴C-Atome in ¹⁴C in ¹⁴N umgewandelt. Nach ca. 11000 Jahren ist noch ein Viertel der ursprünglichen Menge vorhanden, nach 16500 Jahren ein Achtel u.s.w..

¹⁴C entsteht in der Atmosphäre durch kosmische Strahlung aus ¹⁴N, in den er sich danach zurückverwandelt.

Entscheidend ist, dass ein Lebewesen, solange sein Stoffwechsel arbeitet, in etwa gleichbleibende ¹⁴C - Anteile im Vergleich mit ¹²C mit 6 Neutronen enthält, weil immer Nachschub kommt. Das ändert sich mit dem Tod, und der ¹⁴C-Anteil am Gesamtkohlenstoff fällt. Das kann man vergleichen und findet so das ungefähre Alter einer Probe heraus.

Wenn du alle diese drei Seiten liest, sollte dir die Methode klar werden und dein Vortrag sollte leicht vorzubereiten sein. Klar wiederholt sich vieles, aber das soll so, damit du es auch wirklich verstehst:

http://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/c-14-methode/

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/altersbestimmung

http://physikunterricht-online.de/jahrgang-12/die-c14-methode/


Dackodil  02.05.2017, 22:20

Mann, das dauert doch mindestens eine halbe Stunde und dann noch eine Stunde zum Schreiben. So war die Frage nicht gemeint.
Als wenn der Gute nichts Besseres zu tun hätte.

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ChePhyMa  02.05.2017, 22:21
@Dackodil

Lies doch erst einmal den ersten Artikel. Wenn du dann fragen hast, kannst du sie ja stellen. Wenn hier jemand eine vernünftige Antwort geben will, die dich wirklich sehr weiterbringt, dann wird der Text ähnlich lang sein müssen :) Tut mir leid, mehr kann dich dir nicht sagen :)

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Liebe Fragestellerin,

  1. Bitte entferne die Suchbegriffe Mädchen, GuteFrage und Hilfe aus Deine Auflistung der Themata.  Diese sind nicht relevant.
  2. Wenn Du die Mühe genommen hättest, bei den bereits existierenden Fragen über C14 nachzuschauen, hättest Du die folgende gute Antwort gefunden:

von XxAngerFreak2xX, 13.03.2016 65

C14 ist ein radioaktives (nicht stabiles) Kohlenstoffisotop mit der Massenzahl 14 anstelle der Massenzahl 12 des "normalen" Kohlenstoffes.

Es entsteht durch kosmische Strahlung (in den oberen Atmosphärenschichten) aus Stickstoff 14 durch Einfang eines Neutrons und Abgabe eines Protons.

In lebenden Organismen (Holz von Bäumen) ist die Abnahme durch radioaktiven Zerfall von C14 in einem Gleichgewicht zu dem neu aufgenommenen radioaktiven Kohlenstoff, d.h. es immer ein geringer, aber konstanter Anteil von C14 enthalten.

Stirbt ein Organismus ab, wird der Stoffwechsel mit der Atmosphäre gestoppt und es wird kein radioaktives C14 mehr aufgenommen. Dass z.B. im Holz des Baumes enthaltene C14 zerfällt aber weiter im Laufe der Zeit, d.h. der Anteil des Isotops C14 nimmt im Gegensatz zum stabilen Kohlenstoffisotop C12 ab.

Anhand der verbliebenen Restaktivität kann dann mit der Zerfallskonstante oder Halbwertzeit von C14 auf die Zeit seit dem Absterben des Baumes geschlossen werden.

C14 ist ein Isotop des Kohlenstoffs. Er kommt in der Atmosphäre in Form von CO2 immer zu einem gewissen Anteil am gesamten Kohlenstoff vor. Solange ein Lebewesen (z.B. eine Pflanze) lebt, nimmt es ständig neues C14 auf, und ein Teil des C14 zerfällt, da radioaktiv. Somit pendelt sich der Anteil an C14 irgendwo in der Mitte ein. 

Wenn der Organismus stirbt, nimmt er kein neues C14 mehr auf (es besteht ja kein Sroffwechsel mehr), das "alte" C14 zerfällt aber weiter. D.h. je weniger C14 ein Organismus (bzw.  Fossil) enthält, desto älter ist es. 

Wie genau das jetzt rechnerisch geht, weiß ich nicht. Ich glaube, es war irgendwas mit der Halbwertszeit und dem natürlichen Logarithmus. Das spuckt dir aber auch Wikipedia aus. 


SlowPhil  02.05.2017, 23:02

Was in ¹⁴C umgewandelt wird, ist Stickstoff, ¹⁴N.

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ulrich1919  02.05.2017, 22:28

Super Antwort! Zu ergänzen ist noch, dass immer etwas vom Kohlenstoff in der Atmosphäre durch die kosmische Strahlung in C14 umgewandelt wird.

Aus der Erklärung folgt auch, dass die C14-Altersbestimmung nur bei organischen Stoffen, die aus pflanzen oder Tieren entstanden sind, angewendet werden kann.

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