為什麼要測半衰期而不是全衰期?半衰期是固定的值嗎?為什麼?

一個繩子,每天剪掉一半,到第幾天能剪到沒有呢?


先搞清楚半衰期是什麼再來問這種問題比較好


這個東西就是隨機的得到能量,所以在一段時間內一個原子衰變的概率是固定的。所以說放射性的純金屬衰變一半原子所需要的時間是定值。就醬。理論上不可能全衰變。


很多人寫出一些全衰期是無限的和衰變的方程,但其實物質是不連續的,半衰期可以表現為原子衰變的概率。最簡單一個比喻 一個原子過了半衰期會「半衰」嘛?要麼「全衰」,要麼「不衰」


很簡單,不可能全衰的啊,你把一根一米長的棍子無限從中點處砍斷只留一半,剩下的一半重複以上操作,棍子的長度無限變小無限除以二,無限趨於0但它永遠不可能是0


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一尺之錘,日取其半,萬事不竭。

一天就是半衰期,但是全衰期不是有限的哈。


全衰期……這個值應該是無窮大啊


你看看半衰期的計算就能知道了 全衰期就是求個積分。


假設有一石(dàn)米,古人云:日取其半,萬世不竭。

綜上可得,一石米,半衰期為一日。所以你在A時刻測得這堆米有一石,B時刻測得有1/4石,你就知道這堆米的年頭大概有兩天。

但是全衰期,我告訴你這堆米會在【時間的盡頭】變成0.000000000000…1石米。那現在米從一石變成了1/2石,問,過了多少天。


大部分衰變反應都是一級反應級數

衰變反應為 A=B

對應的反應速率v=k*c(A) k是反應速率常數

此時A反應到量只有開始一半時需要時間t=ln2/k是固定的,無論A的起始量有多少

其實呢 元素衰變時 反應到只有開始量1/3,1/4…時間都是固定的 人們用半衰期,應該是因為方便吧…


因為按照指數衰減模式,所有放射性元素的全衰期都是無窮大,沒有分辨性


因為全衰期沒有意義,指數衰減的極限即無限長時間才可能衰減到沒有(事實上是不可能衰減完的)所以所有放射性元素的全衰期都是無窮,這樣就沒有意義。


衰變非線性


《莊子·天下篇》:「一尺之捶,日取其半,萬世不竭。」


因為沒有一個確定的所謂全衰期。


指數分布理論上無盡的,而且有很多概念都和半衰期相關,比如說平均壽命


從物理學意義上說,並沒有"全衰期"這個概念

半衰期: 放射性元素的原子核有半數發生衰變的時間

可以理解為,放射性元素全部衰變的時間為無限延長。全衰期無意義。


高中的選修課本有寫過,任何一個元素的衰變周期是不確定的,有可能是一秒,也可能是一億年,但每一種元素數量足夠的情況下衰變一半需要的時間是確定的,所以並不存在全衰期(每次衰變一半,貌似衰變不完)。課本上差不多這麼寫的吧。


因為全衰期是無限大,因為放射性物質理論上不會完全失去放射性(不變性,不轉化),所以我們通過測量半衰期來評估它的放射性衰減速率。


衰不完的吧,一直都會衰下去


先放結論:

是因為許多物質的放射性不會全部衰減么

是。用半衰期也好,用四分之一,八分之一衰期等都是可以的(只是不方便),不過就是不能用全衰期。

放射性物質的衰變,可以寫成個化學反應方程式:

A=B+C

其中A是放射性物質,BC沒有放射性。

考慮一個化學反應(例如 aA+bB=cC+dD abcd是反應物/產物的係數)

我們可以用化學反應速率v來描述它的反應速度。

其中,v和反應物濃度c(不是初始濃度,是每一時刻的濃度,反應物濃度會隨著時間的推移而降低)有函數關係,關係可以寫為:

v=kc_{A}^{alpha}c_{B}^{eta}

放射性反應(比如A=B+C)是一種一級反應,反應速率和濃度的關係為

v=kc_A (一級反應的指數為1)

下面對式子兩端進行積分(可以跳過,直接看結論部分)

考慮v的定義v=-frac{dc(A)}{dt}帶入式子左端,移項:

-frac{mathrm{d}c(A)}{c(A)}=kmathrm{d}t

兩邊積分

-int_{c_0(A)}^{c_t(A)}frac{mathrm{d}c(A)}{c(A)}=int_{0}^{t}kmathrm{d}t

結論:

frac{c_t(A)}{c_0(A)}=e^{-kt}

式子的左半部分是t時刻物質的濃度c_t(A)和物質A的初始濃度c_0(A)的比值

對於半衰期而言,左半部分的比值是frac{1}{2}

這一比值僅僅由t和k決定,c_0(A)無關,這也就是為什麼半衰期可以描述反應速率。

再回到題主的問題,為什麼不能有全衰期

全衰期左半部分的比值是0

t取無窮大時才能滿足這一條件,即,需要這一反應進行無限長的時間才能反應完全。

也就是物質的放射性不會全部衰減


理論上不存在全衰期,因為它是指數式的減小,雖然減小,但是不會變成0,如果真要說全衰期的話,就是無窮大。。。。


每當我通宵上網過後就感覺進入了全衰期。。。。

(是不是暴露屌絲本質了)


瞬間覺得被開腦洞了……

全衰期


先去把微積分學好,你就不會問了


其實這是個統計量不要以為真的一半發生衰變,我承認我歪樓了。


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