半衰期公式怎么计算公式?

编辑:自学文库 时间:2024年09月22日
半衰期公式用来计算放射性物质的衰变速率。
  公式为T1/2 = 0.693 / λ,其中T1/2表示半衰期,λ表示放射性衰变常数。
  

放射性衰变是指原子核自发地发射出放射线,同时转变成一个更稳定的核。
  半衰期是指在该放射性物质中,半数原子核发生衰变所需的时间。
  

公式推导如下: 考虑某放射性物质的衰变速率与剩余未衰变原子核数N的关系。
  衰变速率可表示为dN/dt,其中dt表示时间的微小变化量。
  

根据实验结果,发现衰变速率与剩余未衰变原子核数的关系可以表达为dN/dt = -λN,即衰变速率与剩余原子核数成正比,比例常数为-λ(负号表示衰变速率的减少)。
  

将上述微分方程进行积分,得到N = N0 * e^(-λt),其中N0表示初始时刻的原子核数。
  

当时间t = T1/2时,剩余原子核数为N0/2,代入上式,得到N0/2 = N0 * e^(-λ*T1/2)。
  两边可以简化为1/2 = e^(-λ*T1/2)。
  

接下来,取上式两边的自然对数,得到ln(1/2) = ln(e^(-λ*T1/2)),根据对数的性质,可以进一步简化为ln(1/2) = -λ*T1/2。
  

求解λ,得到λ = - ln(1/2) / T1/2,即λ = 0.693 / T1/2。
  

所以,半衰期公式为T1/2 = 0.693 / λ。
  

这个公式让我们能够通过衰变常数λ来计算半衰期。
  衰变常数λ是特定放射性物质的固有属性,通过实验观测并测量获得。