碳元素检测年代依据,碳元素检测能否精确推算物品年代?
碳元素检测能否精确推算物品年代?
1. 碳元素检测技术介绍
什么是碳元素检测?
碳元素检测的原理和方法有哪些?
2. 碳元素检测在推算物品年代方面的应用
为什么碳元素可以用于推算物品年代?
在考古领域中,人们如何使用碳 14来确认或者确定文物、遗址等时间?
3. 制约因素及误差范围分析
碳16与其他稀有同位element比例的变化会影响计算结果吗?
(例如:太阳黑斑周期、宇宙线强度等)。
海洋、土地植被表现也会影响含碳量计算,存在较多不确定因子。
4. 相关案例分析
(例如考古学领域发掘文物及博物馆研究实验)
5. 结论:总结一下利弊得失
尽管存在制约因素和误差难以避免,但基于当前科技水平,可以依靠高精度质谱仪器和优化统计模型来对这种样本进行测试。同时,在限制条件下(例如样本中的碳浓度和自然辐射的变动)掌握这些误差范围,仍可以在科学研究、文物保护等方面进行有效利用。
为什么碳14能测定文物年代
碳14 自然界中碳元素有三种同位素,即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C。
14C由美国科学家马丁·卡门与同事塞缪尔·鲁宾于1940年发现。
14C的半衰期为5730年,14C的应用主要有两个方面:一是在考古学中测定生物死亡年代,即放射性测年法;二是以14C标记化合物为示踪剂,探索化学和生命科学中的微观运动。
一、利用宇宙射线产生的放射性同位素碳—14来测定含碳物质的年龄,就叫碳—14测年。已故著名考古学家夏鼐先生对碳—14测定考古年代的作用,给了极高的评价:“由于碳—14测定年代法的采用,使不同地区的各种新石器文化有了时间关系的框架,使中国的新石器考古学因为有了确切的年代序列而进入了一个新时期。
那么,碳—14测年法是如何测定古代遗存的年龄呢?
原来,宇宙射线在大气中能够产生放射性碳—14,并能与氧结合成二氧化碳形后进入所有活组织,先为植物吸收,后为动物纳入。只要植物或动物生存着,它们就会持续不断地吸收碳—14,在机体内保持一定的水平。而当有机体死亡后,即会停止呼吸碳—14,其组织内的碳—14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质,只要测定剩下的放射性碳—14的含量,就可推断其年代。
碳—14测年法分为常规碳—14测年法和加速器质谱碳—14测年法两种。当时,Libby发明的就是常规碳—14测年法,1950年以来,这种方法的技术与应用在全球有了显著进展,但它的局限性也很明显,即必须使用大量的样品和较长的测量时间。于是,加速器质谱碳—14测年技术发展起来了。
加速器质谱碳—14测年法具有明显的独特优点。一是样品用量少,只需1~5毫克样品就可以了,如一小片织物、骨屑歼纤、古陶瓷器表面或气孔中的微量碳粉都可测量;而常规碳—14测年法则需1~5克样品,相差3个数量级。二是灵敏度高,其测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16;而常规碳—14测年法则与之相差5~7个数量级。三是测量时间短,测量现代碳若要达到1%的精度,只需10~20分钟;而常规碳—14测年法却需12~20小时。
正是由于加速器质谱碳—14测年法具有上述优点,自其问世以来,一直为考古学家谈改顷、古人类学家和地质学家所重视,并得到了广泛的应用。可以说,对测定50000年以内的文物样品,加速器质谱碳—14测年法是测定精度最高的一种。
二、碳-14标记化合物的应用。
碳-14标记化合物是指用放射性14C取代化合物中它的稳定同位素碳-12,并以碳-14作为标记的放射性标记化合物。它与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质,不同的只是它们带有放射性,可以利用放射性探测技术来追踪。
自20世纪40年代,就开始了碳-14标记化合物的研制、生产和应用。由于碳是构成有机物三大重要元素之一,碳-14半衰期长,β期线能量较低,空气中最大射程 22cm,属于低毒核素,所以碳-14标记化合物产品应用范围广。至80年代,国际上以商品形式出售的碳-14标记化合物,包括了氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等,品种已达近千种,约占所有放射性标记化合物的一半。
以碳-14为主的标记化合物在医学上还广泛用于体内、体外的诊断和病理研究。用于体外诊断的竞争放射性分析是本世纪60年代发展起来的微量分析技术。应用这种技术只要取很少量的体液(血液或尿液)在化验室分析后,即可进行疾病诊断含陆。由于竞争放射性分析体外诊断的特异性强,灵敏度高,准确性和精密性好,许多疾病就可能在早期发现,为有效防治疾病提供了条件。
碳-14标记化合物作为灵敏的示踪剂,具有非常广泛的应用前景。
测定文物年代的元素
测定文物年代的元素:碳14核素可以测定文物年代。
1、碳14核素可以测定文物年代。这种晌御信方法叫做放射性测年法,因为碳14存在于大气中,通过呼吸留在动物体内,由于它不断产生又不断衰变,所以始终与稳C12的比宴轮值保持不变,当动物死后,新陈代谢停止,所以C14不断衰变,与C12的比值发生变化,就可以通过这个比值计算出文物年代。
2、碳14是碳元素的一种具放射性的同位素,它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。碳—14原子核由6个质子和8个中拆橘子组成。其半衰期约为5,730±40年,衰变方式为β衰变,碳14原子转变为氮—14原子。
3、碳14是碳元素的一种同位素,具有放射性。自然界中碳元素有三种同位素,即稳定同位素碳12、碳13和放射性同位素碳14。碳14的半衰期为5730年,主要应用于在考古学中测定生物死亡年代,或标记化合物成为示踪剂,用以探索化学和生命科学中的微观运动。
4、碳—14测年法分为常规碳—14测年法和加速器质谱碳—14测年法两种。当时,Libby发明的就是常规碳—14测年法,1950年以来,这种方法的技术与应用在全球有了显著进展,但它的局限性也很明显,即必须使用大量的样品和较长的测量时间。于是,加速器质谱碳—14测年技术发展起来了。
碳14鉴定法可以鉴定瓷器年代吗?
碳14鉴定法不可以鉴定瓷器年代,不适合不准确。
碳14鉴定法只能用于有机材料,如骨骼、肌体或树木。它不能直接用作测定岩石。
碳定年法的作用原理是:碳是大气、地球、海洋和任何生物体内大量存在的自然元素。碳-12是最常见的同位素,约1兆碳原子中只有一个碳-14。
在上层大气中当氮-14(N-14)由于宇宙射线轰击发生改变就产生碳-14(一个质子被中子所代替,有效地将氮原子变成碳的同位素)。这种新的同位素被叫做“放射性碳”,因为它具有放射性,不过没有危险性。
它自然是不稳定的,一段时间后会自发衰变为氮-14。半个放射性碳的样本要衰变成为氮大约要有5,730年。其余的碳的一半的衰变又要经过5,730年,再剩下的碳的一半又再要5,730年,依此类推。
扩展资料
历史学、人类学和考古学是三个截然不同但密切相关的知识体系,它们借助过去告诉人类现在。历史学家可以知道不同地区有哪些文化曾经兴盛,以及它们衰落的时间。人类学家可以描述人的生理特征、文化、环境和社会关系。考古学家则证明文物的存在或揭开历史或人类学的发现。
没有其他任何科学能像考古学那样,毋庸置疑地州态丰富了人类的历史。考古学已设法解开了人类很大一部分未留下记录的历史之谜。
和生物科学不一样,研究以前人类生活和活动残留的材料对普通人来说可能并不重要或令人兴奋。但是,考古学旨携中在了解人类,它是一项超越发掘宝藏、收集信息和测定年龄的崇高事业。正册隐源是了解了昔日文化不再存在的原因后,人类才明白了确保历史不会重演的关键所在。
多年来,如果不是凭借放射性碳测年,树轮年代学,古地磁断代,氟化物测年,光释光测年以及黑曜石水化分析等技术,考古学发现的历史文化信息将永远都不被人所知。
放射性碳测年技术的应用已有50年了,它彻底改变了考古学。碳14测年迄今仍是一项强大可靠的、广泛适用的技术,对于考古学家和其他科学家来说极其宝贵。
参考资料来源:百度百科-放射性碳定年法
为什么碳-14能测定物品的年代?
自然界中存埋袭在3种碳的同位素,它们的重量比例是12∶13∶14,分别用碳-12、碳-13、碳-14来表示。前二者是稳定同位素,碳-14则有放射性。碳-14在大气中存在,在大气高空层中,因宇宙射线中子和大气氮核作用而生成。它在大气中与氧结合成C4O2分子,与二氧化碳的化学性能是相同的。因此,它与二氧化碳混合一起,参与自芦液数然界的碳交换运动。同时,碳-14因光合作用而被植物吸收,并贮存在植物之中。人和动物需要食用植物,于是也在人体和动物体内存留。生物陪首在存活期间,它们不断地从大气中获取这种放射性碳。但是任何一种动物或植物一旦死亡,它就停止吸收,而且会使存留体内的这种放射性碳不断减少。大约经过5730年,它的含量可以衰减一半。因此,物理学家将5730年称为半衰期。由此可知,只要用仪器测出树木、谷物、人骨、兽骨等生物遗骸中现有的碳-14含量,与它原始的碳-14水平相比,就可以推算出它们在多少年前死亡,进而可以推断与它们共存的遗存(诸如建筑遗址、墓葬或其他遗物)距今已有多少年了。