
【化】 radioactive decay law
emanate from; emit; radiate; ray; shed
【化】 emit; radiate; radiation
【医】 actino-; radiate; radiation; radio-
【医】 decay
law; restrain; rule
放射性衰变律(Law of Radioactive Decay),又称放射性衰变定律,是描述不稳定原子核自发衰变过程遵循的统计规律。其核心内容可概括为:
基本定义:放射性物质单位时间内发生衰变的原子核数量(衰变率)与该时刻未衰变的原子核总数成正比。数学表达式为: $$ frac{dN}{dt} = -lambda N $$ 其中 $N$ 为剩余原子核数,$lambda$ 为衰变常数(单位时间内单个原子核的衰变概率)。
指数衰减特性:方程解为 $N = N_0 e^{-lambda t}$,表明原子核数量随时间呈指数衰减。$N_0$ 为初始原子核数,$t$ 为时间。
半衰期(Half-life, $T_{1/2}$):原子核数量衰减至初始值一半所需时间,计算公式: $$ T_{1/2} = frac{ln 2}{lambda} approx frac{0.693}{lambda} $$ 该参数是放射性核素的标志性特征(如铀-238半衰期为45亿年)。
平均寿命($tau$):原子核衰变前的平均存在时间,满足 $tau = frac{1}{lambda} = frac{T_{1/2}}{ln 2}$。
权威参考来源:
放射性衰变律(Radioactive Decay Law)是描述放射性物质衰变速率随时间变化的自然规律。其核心内容可概括为以下几点:
放射性衰变遵循指数衰减规律,数学表达式为: $$ N(t) = N_0 e^{-lambda t} $$ 其中:
半衰期(( T{1/2} ))指半数原子核衰变所需时间,与衰变常数的关系为: $$ T{1/2} = frac{ln 2}{lambda} approx frac{0.693}{lambda} $$ 例如,碳-14的半衰期约为5730年,铀-238为45亿年。
对于衰变链(如母体→子体→稳定核素),需用级联方程描述,但单次衰变仍符合指数规律。
放射性衰变律揭示了原子核不稳定的本质,其数学形式简洁却深刻,是核物理、地质学、考古学等领域的基础理论之一。
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