半衰期在考古学中应用.ppt

半衰期在考古学14C测年法中的应用 主要内容 放射性半衰期公式 14C测年法基本原理 14C测年法典型案例 一级反应（first order reaction） 反应速率只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。 一级反应的积分速率方程 半衰期是指某种特定物质的浓度经过某种反应降低到剩下初始时一半所消耗的时间。 放射性衰变公式 一级反应的半衰期是恒定值，且知悉一个一级反应的半衰期便可以计算出该反应的所有动力学参数。 放射性元素的衰变就是典型的一级反应，故半衰期公式在考古学中有广泛的应用。 14C测年法 Willard Libby 1946 radiocarbon dating 1960 Nobel Prize in Chemistry 14C测年法是迄今为止国内外在第四纪地质活动新构造及考古学研究中应用最广泛、最可靠的放射性同位素测年方法，可精确测定年代在一千至五万年内的考古样品。 14C测年法的基本原理 假定： 1.14C的产生率不变（即碳-14的产生与衰变处于平衡）。 2. 14C半衰期恒定，生物样品一旦死亡，即停止与外界的自由交换。 3. 生物体中14C与大气中含量一样（其实生物体14C 含量比大气中低3-4%，故测定的年代比实际年代高3 0 0 年左右）。 4. 现代社会（大量矿物质燃烧，如煤，石油等）使大气中14C含量相对降低，在14C测年法中假设不变。 5. 不考虑地磁场变化对14C断代的影响。 14C的半衰期 = 5730年 放射性衰变公式确定古代植物年代 ——千年古莲 二十世纪初，辽东半岛大连普兰店东郊发现古莲子，经仪器测得其14C残余量与原始含量的比为87.9%，则古莲子是多少年前的遗物？ 分析：根据已知数据 又 将数据代入， 即古莲子是1066年前的遗物。 放射性衰变公式确定古生物年代 ——恐龙化石 中国科学院古脊椎动物专家在新疆奇台进行的大规模恐龙化石挖掘活动中，挖出一具被认为是世界上脖子最长的恐龙化石，试估算该恐龙生存的年代。 分析：经精密仪器测得，新疆恐龙遗骸中14C跟12C的存量比为空气中的 。将数据代入，得 由此可以估算改恐龙生存的年代距今1.5亿年左右（这个恐龙生活在侏罗纪中晚期到白垩纪时期）。 半衰期公式确定古建筑年代 ——拉美西斯神殿 分析：14C在自然界树木中基本保持为总碳量的 1.10× 10-15 倍。埃及考古队分析大神殿里古代木头中14C的含量为总碳量的7.45× 10-16倍。 据《世界网络日报》报道，在埃及古城艾赫米姆不远处，考古队挖掘了埃及第十九王朝拉美西斯二世大神殿。 即拉美西斯大神殿距今约3200多年。 14C测年法的可信度 检测一件在内华达州从刚被杀死的蜗牛壳，得出的结果是已死亡了27,000年。 检测公元十九世纪澳大利亚内陆金矿遗址中发掘的已石头化的矿工帽与木围篱，得出的结果是该矿址是6,000年前的遗址。 树轮年代校正曲线 铀系法：衰变图像估测地球年龄 地球的年龄到底多大? 科学家利用天然放射性的衰变规律, 通过对目前发现的古老的岩石中铀和铅含量来推算, 测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时( 岩石形成初期时不含有铅) 的一半, 铀238 衰变形成铅206, 铀238 的相对含量随时间变化规律如图 图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数。 由图得出地球年龄是45亿年。