半衰期概念
放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间,叫半衰期(Half-life)。
随着放射的不断进行,放射强度将按指数曲线下降,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。
在物理学中半衰期并不能指少数原子。它的定义为:大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
衰变是微观世界里的原子核的行为,而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”,即对于一个特定的原子,我们只知道它发生衰变的概率,而不知道它将何时发生衰变。
然而,量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。而放射性元素的半衰期,描述的就是这样的统计规律。
半衰期公式
这里的半衰期公式,指的是经过实践t后,剩余质量的数学表达式。半衰期公式如下:
其中,m为经历时间t后所剩余的质量,m0为初始质量,T为半衰期,t为时间。
半衰期与温度有关吗?
半衰期与温度没有关系,不仅和温度没有关系,半衰期与元素存在形式也没有关系,包括游离态还是化合态、液体还是固体,都对半衰期没有影响。
部分放射性元素的半衰期
钋(Po)215:0.0018秒
锶(Sr)90:30年
钋(Po)216:0.16秒
铯(Cs)137:30年
铋(Bi)212:1小时
镭(Ra)226:1620年
钠(Na)24:15小时
碳(C)14:5730年
碘(I)131:8天
钚(Pu)239:24000年
磷(P)32:14天
氯(Cl)36:400000年
铁(Fe)59:90天
铀(U)235:7.1亿年
钋(Po)210:3月
钾(K)40:13亿年
钴(Co)60:5年
铀(U)238:45亿年
氚(H3):12年
高中物理研究内容多,相对初中物理而言,在研究的深度上更胜一筹。比如,动量守恒定律、能量守恒定律,这两个公式是在力学中学的,看似简单,但在考试中能学好、用好这两个公式并不容易。
此外,动量、能量守恒的思想,在大到宇宙天体运动,小到原子核的内部都有所应用。当然,类似的还有动能定理,(类)平抛运动等。入门很简单,可是学好,特别是学通很难,希望同学们能够在这些内容上多下些功夫。