聊一聊中学阶段的半衰期

半衰期,核聚变和核裂变是中学物理阶段最后的一个知识点了,他们需要的是大家准确的理解和简单的计算。首先我们来看一下半衰期。

所谓的半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间。也就是说,放射性元素的原子核里面有一半的东西扔出去,所需要的时间。放射强度是指单位时间内原子核里面衰变的数目。放射性强度达到原值一半所需要的时间叫做同位素的半衰期。关于这个定义,我们强调几点。

一是半衰期是大量原子核统计的结果,因为微观世界规律的特征之一在于“单个的微观事件是无法预测的”,也就是说,对于一个特定的原子,我们只是知道他衰变的概率而无法准确知道它什么时候衰变

二是半衰期,因为是原子核里面扔出来东西,所以说它的大小只与原子核本身有关系,而与外界的其他因素都没有任何关系。

三是半衰期越短,代表其原子越不稳定,每颗原子发生衰变的机会率也越高。

四是半衰期是指一个时间段T,一种元素的一种不稳定同位素原子发生衰变的概率为50%。所以就说明了,不是经过两个半衰期,原子核里面的东西就全没了,而是在下一个半衰期内,剩下未衰变的原子又会有50%发生衰变,以此类推。但当原子的个数不再“巨大”时,例如只剩下20个原子还未衰变时,那么“50%的概率”将不再有意义,这时,经过T时间后,发生衰变的原子个数不一定是10个(20×50%)。

五是原子核的衰变规律是:N=N0×(1/2)的t/T次方,其中:N0是指初始时刻(t=0)时的原子核数,t为衰变时间,T为半衰期,N是衰变后留下的原子核数。放射性元素的半衰期长短差别很大,短的远小于一秒,长的可达数百亿年。当然也可以把这个公式变形为质量的衰变规律,m=M×(1/2)的t/T次方。

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