绝对地质年代.doc

基礎地球科學科數位教材發展教材單元內容暨教學活動設計教案 (含詳細旁白稿 )】單元編號1-2-2-12單元名稱絕對地質年代對應課綱1-2-2 探索地球歷史方法與限制預計教學時間32分鐘（實體教學時間）教學模式觀察與反思=> 形成抽象概念=> 應用與驗證單元內容簡介學習目標課程內容學習評量1. 知道放射性定年法在地層中的應用2. 建立地質年代表的概念1. 建立絕對地質年代的觀念﹣放射性定年法(1) 動畫﹣以生物碳 14 為例，說明放射性元素衰變的過程與概念2) 動畫﹣以母元素隨時間衰變，從時間與數量變化關係引入定年的概念（含實驗室中進行放射性定年的方式與過程） 3) 動畫﹣放射性定年使用的限制，由提問或互動選擇的方式進行4) 評量﹣實例說明（互動式選擇與問答）2. 建立地質年代表﹣總表列出元代紀世、年代、生物1) 以動畫與圖片介紹地質年代表的建立(2) 以動畫﹣對應不同世代，生物與環境的變化(3) 時間單位﹣說明元代紀世等劃分之意義問答題以地層剖面圖為例，推測其地層特徵，古生物學家是如何確認的，試著以學習過的概念，應用在實際情境，並思考可能遇到的困難教學流程、教學內容時間教學元件【觀察與反思】編1-2-2-1-h生物體內碳 14隨生命之變化，由實體號《放射性元素定年的原理》教學活動設計放射性元素衰變的過程反推生教學設以動畫表示放射性元素衰變的物體的埋藏時間。

5分計原理從原子核變化談起，介紹理元件元素轉變的過程念旁白稿參考資料放射性元素定年法是一種比較精確的定年法，放射性1-2-2-1-h元素（母元素）具有蛻變的性質，隨著時間會持續蛻變成放射性元其他元素 （子元素）在母元素蛻變過程中，母元素的剩餘素定年的量減為最初母元素含量一半的時間，稱為半衰期不同的原理》放射性元素，半衰期長短也不相同譬如碳／氮（ C14／ N14）半衰期 5,730 年、銣／鍶（ Rb87／ Sr87）半衰期4.7 × 1010【形成抽象觀念】以母元素隨時間衰變 ，從時間與數量變化關係引入定年的概念設計2分實體教學5分元件設計2分先以化學式與原子排列的簡圖，顯示隨時間流逝，原子組成的變化搭配 X ﹣ Y 圖，以時間為 X 軸，母元素量變為 Y 軸由此定出半衰期的概念設計要求編1-2-2-1-i號《碳 14 放射性元素定年的應用》設簡報說明放射性元素衰變應計用，以碳 14定年為例，說明人類理考古以碳 14定年的原理念從人活著時，身體內碳14 量與大自然一致＝＞死亡後經數萬年＝＞野外考古發現骨頭出現＝＞分析碳 14 含量比例＝＞推測經過時間將碳 14衰變過程設以圖表示。

計要求年、鉀／氬 （ K 40／ Ar 40）半衰期 1.3 × 109 年、鈾／鉛 （ U238 ／ Pb206）半衰期 4.5 × 109 年一般物質皆是由化學元素之結合體所組成，各有其獨特的原子序數，標明了原子核內的質子數另外，元素核內可擁有相異的中子數，而以不同的同位素狀態存在有的特定元素的特定同位素被稱作核素有的核素本身性質不穩定，因此在某些特定時刻，此類核素的原子會自然轉換為不同的核素這種轉變可以多種方式達成，包括放射性衰變，其可以發射粒子（通常為電子（β衰變） 、正電子或α粒子）、電子捕獲或自發分裂進行地質年代方程式放射性衰變對應之地質年代的數學表達式為：m/m0=(1/2)N其中 m 為剩餘母元素含量； m0 為原有母元素含量；t 為所經時間； T 為半衰期N 等於半衰期數目 (=t/T)對於生物體測定年代，在古生物學中除地層定年法外 1-2-2-1-i還經常使用碳十四定年 碳 14放射西元 1949 年阿諾與利貝 (Arnold & Libby) 利用已知年 性元素定代的考古物證明碳十四定年的可行性以來，碳十四定年法 年的應用在定年方面的實用性及優越性早已為學者所肯定，尤其考古遺址與晚第四紀的地層研究與碳十四定年法更是分不開，也因此發現獲得了1960年的諾貝爾化學獎。

碳十四同位素的產生由14N7 + 1n0 → 14C6 + 1H1而來，中子絕大多份來自宇宙射線高能粒子與大氣穩定同位素的碰撞，少部份直接來自宇宙射線本身這種形成自高空大氣的碳十四同位素，是自然界碳十四的唯一來源碳十四定年法的原理是：生物體在活著的時候會因呼吸、進食等不斷的從外界攝入碳十四，最終體內碳十四與碳十二的比值會達到與環境一致 （該比值基本不變） ，當生物體死亡時，碳十四的攝入停止，之後因遺體中碳十四的衰變而使遺體中的碳十四與碳十二的比值發生變化，通過測定碳十四與碳十二的比值就可以測定該生物的死亡年代不過因為碳十四的半衰期比較短，碳十四定年法的應用侷限於 5 到 6 萬年形成抽象觀念】建立地質年代表 ，顯示不同時代的環境特徵 ，在各時間單元的界限處顯示原因實體教學5分元件設計2分實體教學10分元件設計3分編 1-2-2-1-j 《放射性元素定年在岩號 石探測上的應用》設 以簡報表現岩石應用放射性定計 年的實例以野外採集岩石開理 始，如何著手定出岩石年齡的過念 程1. 簡報中欲呈現概念流程，野外岩石＞實驗室分析＞詳述母元素子元素含量比例＞推測年齡2. 由反思，提出放射性元素定年的限制設 3. (1)反問，當母子元素比例極計 低時該怎麼辦？要 4. (2) 若岩石形成過程出現何求 種變化可能影響定年結果。

編1-2-2-1-k《地質年代表》號1. 以動畫表現地質年代的建設立由最老地層疊置出完整計 地質歷史，再加入絕對年理 代，呈現由零到完整過程念 2. 以圖顯示地質年代表，含元代紀世單元1. 以標準地層為主，從各地點設由老至新，疊出地質年代表計的結果要2. 滑鼠移到具代表性的求“紀”，可顯示當時概況想要知道岩石或地層形成的時間 ，要進行以下四步驟 ： 1-2-2-1-jStep1:但野外採集岩石樣品，通常是針對火成岩，若其 放射性元中含有鈾的礦物則能明確定義出火成岩的形成時間 （備 素定年在註：含有鈾的礦物可適用於鈾 -鉛定年法） 岩石探測Step2:帶回實驗室之後，先進行相當之前處理，岩石需 上的應用要切片才能針對新鮮 (未風化的岩石 )進行礦物分析Step3:選定適合的同位素系統 ，如欲偵測近期內的岩石樣品，則應當選擇半衰期較短的放射性同位素；反之，如欲偵測地球較早期即形成的岩石樣品，則應當選擇半衰期較長的放射性同位素Step4:利用母元素和子元素在岩石中的相對比例 ，可反推出岩石的形成時間放射性定年法假設在岩石形成時，岩石裡不存在任何衰變產物元素，而年代測定時在被測定物所檢測出的所有衰變產物元素都來自放射性元素的衰變。

所以放射性定年法的結果並不十分準確，一般來說放射性定年法是在其他測定年代方法無法應用時才使用很多酸性火成岩都含有鈾的礦物，大部分酸性、基性和中性火成岩都含鉀和銣的礦物，這些礦物和岩石都可以用來定年最後一句文字已刪除）地質年代是指地球歷史中有岩層記錄的一段漫長時 1-2-2-1-k間， 地質學家根據地球上地層形成的先後順序與當中所含 地質年代的化石， 建立了這個地層系統表和對比框架 地質年代 表主要是以 「相對年代」 和 「絕對年代」 為基礎及通過綜合岩性的特徵等， 對地層進行劃分和對比建立出來，這些時期使得岩石和化石能在全世界保持相互之間的關係古生代包括六個紀 ，由老到新依次為寒武紀 、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、及二疊紀早古生代為海相無脊椎動物最繁盛的時代(PIC01~03)，主要古生物包括三葉蟲、珊瑚、海綿動物、苔蘇蟲等早古生代後期開始出現魚類 (PIC04) 到了早古生代末期，原始植物例如海邊生存的半陸生低等植物開始登陸晚古生代時 (PIC05) 中生代可分為三個紀，由老到新依次為：三疊紀、侏羅紀、白堊紀中生代為爬行動物空前繁盛的時代不僅陸地上有恐龍，海洋中有魚龍、蛇頸龍等，天空中也有翼【其他教學相關資源】數位化教材單元使用說明實體教學0分元件設計1分編 1-2-2-12-l號 《數位化教材單元使用說明》設計本單元各元件的操作說明文件。

理念設計 說明各元件融入教學時 ，須特別要 注意事項及使用要領求龍類等中生代時期，鳥類、哺乳類動物開始逐漸發育無脊椎動物中，以菊石、箭石類等軟體動物最為顯著(PIC07、 08)中生代的植物以裸子植物為主而中生代晚期逐漸發育的哺乳動物及鳥類，由於適應性較強，己逐取代了恐龍新生代為哺乳動物最為發達的。