Giải bài 33 trang 39 sách bài tập toán 11 - Cánh diều

Đề bài

Để tính độ tuổi của mẫu vật bằng gỗ, người ta đo độ phóng xạ của ${}_6^{14}C$ có trong mẫu vật tại thời điểm $t$(năm) (so với thời điểm ban đầu $t = 0$), sau đó sử dụng công thức tính độ phóng xạ $H = {H_0}{e^{ - \lambda t}}$ (đơn vị là Becquerel, kí hiệu Bq) với ${H_0}$ là độ phóng xạ ban đầu (tại thời điểm $t = 0$); $\lambda  = \frac{{\ln 2}}{T}$ là hằng số phóng xạ, $T = 5730$(năm) (Nguồn: Vật lí 12 Nâng cao, NXBGD Việt Nam, 2014). Khảo sát một mẫu gỗ cổ, các nhà khoa học đo được độ phóng xạ là 0,215 Bq. Biết độ phóng xạ của mẫu gỗ tươi cùng loại là 0,250 Bq. Xác định độ tuổi của mẫu gỗ cổ đó (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Lời giải chi tiết

Theo đề bài: $H = 0,215{\rm{ Bp}};{\rm{ }}{H_0} = 0,25{\rm{ Bp; }}T = 5730$(năm).

Từ công thức: $H = {H_0}{e^{ - \lambda t}} \Leftrightarrow {e^{ - \lambda t}} = \frac{H}{{{H_0}}} \Leftrightarrow  - \lambda t = \ln \left( {\frac{H}{{{H_0}}}} \right) \Leftrightarrow  - \frac{{\ln 2}}{T}.t = \ln \left( {\frac{H}{{{H_0}}}} \right)$

$\Leftrightarrow t =  - {\rm{l}}n\left( {\frac{H}{{{H_0}}}} \right).\frac{T}{{\ln 2}} =  - \ln \frac{{0,215}}{{0,25}}.\frac{{5730}}{{\ln 2}} \approx 1247$(năm).