QCM : Radioactivité et datation au carbone 14 (7 questions)

Question 1

1. Un noyau se transforme spontanément et irréversiblement en un noyau plus stable. Comment qualifie-t-on le noyau initial ?

Un noyau ayant subi une transformation réversible

Un noyau stable produit

Un noyau temporairement excité

Un noyau radioactif

Explication

Un noyau radioactif est instable et se désintègre spontanément en un noyau plus stable. Le noyau stable produit est le résultat de la désintégration, tandis qu’une transformation réversible ne correspond pas à ce processus.

Answer

Un noyau radioactif

Question 2

2. Pour un noyau radioactif particulier, peut-on prévoir l’instant précis auquel il se désintégrera ?

Non, car il ne se désintégrera pas.

Oui, sa stabilité permet de calculer l’instant exact.

Non, l’instant de sa désintégration est imprévisible.

Oui, il se désintégrera à une échéance déterminée.

Explication

La désintégration d’un noyau radioactif est aléatoire : il est impossible de prévoir quand un noyau donné se désintégrera. Une échéance déterminée ou calculable confond l’évolution globale d’un ensemble avec le devenir individuel d’un noyau; l’imprévisibilité ne signifie pas qu’il ne se désintégrera pas.

Answer

Non, l’instant de sa désintégration est imprévisible.

Question 3

3. Un échantillon macroscopique contient initialement 800 noyaux radioactifs. Selon la définition de la demi-vie, quelle situation marque le temps écoulé au bout d’une demi-vie ?

200 noyaux se sont désintégrés.

400 noyaux se sont désintégrés.

100 noyaux se sont désintégrés.

800 noyaux se sont désintégrés.

Explication

Une demi-vie est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents se soit désintégrée; la moitié de 800 est 400. 200 correspond à un quart de l’effectif initial, tandis que la demi-vie ne signifie ni disparition totale ni division par deux du nombre désintégré.

Answer

400 noyaux se sont désintégrés.

Question 4

4. Une datation repose sur le carbone 14. Quelle durée faut-il retenir pour une demi-vie de cet isotope ?

573\ \text{ans}

50\,000\ \text{ans}

5730\ \text{ans}

6000\ \text{ans}

Explication

La demi-vie du carbone 14 est de $5730\ \text{ans}$ . La valeur de $50\,000\ \text{ans}$ concerne la limite d’utilisation de cette méthode de datation, et les autres durées ne correspondent pas à la valeur donnée pour le carbone 14.

Answer

$$5730\ \text{ans}$$

Question 5

5. Quel noyau stable est formé lorsque le carbone 14 se désintègre ?

Un noyau de carbone 12

Un noyau de carbone 14

Un noyau d’azote 14

Un noyau d’azote 15

Explication

La désintégration du carbone 14 produit de l’azote 14 stable. Le carbone 12 est un autre isotope du carbone, l’azote 15 est un isotope différent, et le carbone 14 est le noyau père qui se désintègre.

Answer

Un noyau d’azote 14

Question 6

6. Une équipe étudie un ossement dont le système s’est fermé à la mort de l’organisme. Quelle évolution de la quantité de carbone 14 permet de dater cet événement ?

Une quantité constante au cours du temps après la fermeture

Une diminution au cours du temps, suivant une courbe décroissante

Une augmentation au cours du temps, suivant une courbe croissante

Une évolution liée au temps écoulé depuis la découverte

Explication

La quantité d’élément radioactif père diminue au cours du temps selon une courbe décroissante; cette évolution permet de dater la fermeture du système, ici la mort de l’organisme. Une augmentation inverse la décroissance, une quantité constante la nie, et la découverte ne marque pas la fermeture du système.

Answer

Une diminution au cours du temps, suivant une courbe décroissante

Question 7

7. Pour dater un échantillon radioactif, un élève dispose d’un tableau de mesures et d’un graphique de la quantité de noyaux pères en fonction du temps. Quelle démarche mobilise les méthodes nécessaires à l’exploitation de ces données ?

Calculer une demi-vie à partir du tableau, sans représenter les mesures ni dater l’échantillon

Lire la quantité initiale sur le graphique, puis l’utiliser directement comme âge de l’échantillon

Décrire la tendance du tableau, sans tracer de graphique ni exploiter la décroissance

Construire le graphique du tableau, y déterminer une demi-vie, puis exploiter la décroissance pour dater

Explication

L’exploitation complète consiste à extraire les informations, construire un graphique conforme aux codes d’usage, en déterminer la demi-vie et utiliser la décroissance radioactive pour la datation. Décrire la tendance omet l’analyse, calculer sans graphique laisse de côté la représentation attendue, et une quantité initiale ne donne pas directement l’âge.

Answer

Construire le graphique du tableau, y déterminer une demi-vie, puis exploiter la décroissance pour dater

QCM : Radioactivité et datation au carbone 14 (7 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un noyau se transforme spontanément et irréversiblement en un noyau plus stable. Comment qualifie-t-on le noyau initial ?

2. Pour un noyau radioactif particulier, peut-on prévoir l’instant précis auquel il se désintégrera ?

3. Un échantillon macroscopique contient initialement 800 noyaux radioactifs. Selon la définition de la demi-vie, quelle situation marque le temps écoulé au bout d’une demi-vie ?

4. Une datation repose sur le carbone 14. Quelle durée faut-il retenir pour une demi-vie de cet isotope ?

5. Quel noyau stable est formé lorsque le carbone 14 se désintègre ?

6. Une équipe étudie un ossement dont le système s’est fermé à la mort de l’organisme. Quelle évolution de la quantité de carbone 14 permet de dater cet événement ?

7. Pour dater un échantillon radioactif, un élève dispose d’un tableau de mesures et d’un graphique de la quantité de noyaux pères en fonction du temps. Quelle démarche mobilise les méthodes nécessaires à l’exploitation de ces données ?

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