演習半減期

実験　　半減期の性質

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１．目　　　的　放射能の寿命を知る上で重要な手がかりになる原子核の崩壊の原理を知るために、

　　　　　　　　モデル実験によって半減期の意味を理解しよう。

２．準備物　画びょう（押しピン）１００個、グラフ用紙

３．操作の要点　押しピン１００個を無作為に投げ出すと、針の部分が上を向くものと下を向くも

　　　　　　　　のとに分かれる。上向きのピンを放射性物質中の放射性原子が崩壊せずにそのま

　　　　　　　　ま残っている原子とし、崩壊した原子を下向きのピンと仮定する。ピンを投げた

　　　　　　　　回数を時間の経過と考え、下向きのピンを取り除くことによって残存する放射性

　　　　　　　　原子数を推定する。各グループで行ったデータをクラス全体で合計する。

４．方　法

　1.　ピンを机の上に投げ出すのだから、机からピンが外に飛び出さないよう机の上を整理する。

　2.　ピン１００個を両手で持ち、２～３回ゆすった後、机の面から高さ５～１０cm離れた位置か

　　　ら机の上にパッと落とす。

　3.　ピンが静止してから針が下向きになっているピンを取り除き数える。その数を右表のＡ_１の欄

　　　に記入する。残ったピンの数を計算してＢ_１の欄に記入する。（Ｂ_０は１００である）

　4.　針が下を向いたピンは３で取り除いたから、残り全部を集めて両手で持ち２と同じように机

　　　の上に落とす。

　5.　再び３と同じく、針の下を向いたものを取り除き数え、その数を表のＡ_２の欄に記入し、残っ

　　　たピンの数Ｂ_２も記入する。

　6.　以下４～５の操作を繰り返す。

　7.　残りのピンが数個以下になったらこの操作を止める。

　8.　自分のグループの記録の整理ができたら、黒板に描かれた表に、自分のグループの表のＢ_ｎ

　　　　（落とすピンの個数）の列の数字を書き込む。

　9.　クラス全体の記入が終わったら、その合計を計算して表に書き込む。

10.　表の数をもとにして、横軸に落とした回数（時間の経過を表す）、縦軸に合計数をプロット

　　　し、グラフを描く。（できるだけなめらかな曲線になるよう注意する。）

11.　残っているピンの数が、最初の数の半分になる投げた回数ａ、及び1/4になる回数ｂを各々グ

　　　ラフから求めよ。

５．考察

　1.上の実験結果からａとｂとの間にはどんな関係があると考えられるか。

　2.残っているピンの数が1/8になる回数は何回と考えられるか。

　3.このグラフは放射性物質の崩壊の様子とよく似ている。このグラフのａ及びｂの間隔は、放射

　　性物質の場合何と呼ばれるか。

６．研究

　1.自分のグループだけのデータでグラフをかいて、全体のデータでかいたものと比較してみよう。

　2.なぜクラス全体で集計した表を使ってグラフをかいたか考えてみよう。

　3.サイコロや多面体のサイコロを使った場合はどうなるか、考えてみよう。

　　パソコンのプログラムでやってみよう。

　　年
　

　　組
　

　　番
　

氏名
　

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