粒子平均寿命是衰变常数的倒数怎么理解?
半衰期:T1/2
衰败常数:λ
平均寿命:τ
T1/2 =0.693/λ
τ=1/λ
T1/2:是放射性核素的物理特性,可以直接查找相关资料获得
半衰期公式是这么推出的:根据衰变定律
dN/N=-λdt ==>ln(N)=-λt+c ==>N=N0*exp(-λt),当N=0.5N0时,对应的时间τ就是这种核素的半衰期。代入得
2=exp(λτ)==>τ=ln(2)/λ;
对于本题,将τ=25年代入上式,得到衰变常数λ=ln(2)/25年
=ln(2)/(25*365.25*24*3600)=1.2675*ln(2)*10^(-9)/s;
平均寿命T为衰变常数λ的倒数:T=1/λ=1.14×10^9s≈36年
1mol锶90质量为90克,1毫克Sr90的摩尔数为k=(0.001/90)(阿佛加德罗常数NA=6.02*10^23/mol),包含原子核的个数
n=k*(NA)=6.69×10^18;一个半衰期(25年),有一半0.5n发生衰变,平均每秒衰变的个数
0.5n/(25×365.25×24×3600)=1.02×10^11个(约为一千亿个)
粒子寿命(particle lifetime)是指粒子产生后到衰变时为止平均存在的时间。简称为寿命,又称平均寿命。粒子运动速度很快甚至接近光速 时,由于相对论性的效应,其平均寿命将比粒子静止时的长,表现为同一种粒子的平均寿命随速度的增加而增加。粒子物理学中提到粒子的平均寿命都是指在该种粒子静止时所观测到的平均寿命。至于粒子运动时的平均寿命,则根据相对论的公式进行推算。
现在已知的可衰变的基本粒子,其平均寿命分布在很大的范围内。中子的平均寿命最长,为885.7±0.8秒,其他粒子的平均寿命都短于10-5秒,最短的约为10-25秒。粒子物理学中称为稳定粒子(见衰变)的基本粒子,现已测定的平均寿命除W粒子和Z粒子外都大于10-20秒。粒子物理学中称为不稳定粒子的基本粒子,现已测定的平均寿命都小于10-20秒。
考虑到粒子的质量m总是随粒子的运动速度而改变,粒子物理学中提到质量都是指粒子在静止时所表现的质量。微观现象的普遍规律决定了只有完全稳定的粒子其质量才具有完全确定的值,可衰变的粒子的质量分布在某一确定值附近的一定范围内。这种分布可用该种粒子的质量分布P(m)图表示出来。粒子的质量分布图中有一个最大值。这个最大值所对应的质量M就是通常所说该种粒子的质量。最大值两边曲线降到最大值一半处的两点之间的质量差用Г代表。Г反映了由于粒子是可衰变的而引起的粒子质量分布的范围,Г称为衰变宽度。Г=h/τc2(等于平均寿命τ的倒数乘普朗克常数h再除以光速c2)。换言之,自然单位制中衰变宽度等于平均寿命的倒数,它直接反映粒子稳定的程度。
实验中直接测量的通常是平均寿命或衰变宽度。对于绝大多数粒子,平均寿命很短而衰变宽度大,所以实验上通常是直接测量衰变宽度。只有平均寿命很长的粒子,如平均寿命约为10-8秒,才能直接测量它的平均寿命。
现已发现的可衰变的基本粒子中除极少数外一般都具有不止一种衰变方式,但一种粒子只有一个确定的衰变宽度和一个与之相对应的平均寿命。基本粒子的这个基本属性可作为在实验上辨认和区别基本粒子的重要依据。如早期关于K介子的研究中发现衰变到两个π介子的粒子和衰变到三个π介子的粒子具有相同的质量和平均寿命,后来就据此判断它们是同一种粒子(K介子)的不同衰变方式。这个判断对发现宇称不守恒是起了作用的。又如在以后研究中性K介子的衰变过程中,发现中性K介子衰变时其平均寿命呈现出两个值,这两个值相差500余倍。从这个现象判定,有两种衰变行为完全不同的中性K介子存在。
半衰期公式是这么推出的:根据衰变定律
dN/N=-λdt ==>ln(N)=-λt+c ==>N=N0*exp(-λt),当N=0.5N0时,对应的时间τ就是这种核素的半衰期。代入得
2=exp(λτ)==>τ=ln(2)/λ;
对于本题,将τ=25年代入上式,得到衰变常数λ=ln(2)/25年
=ln(2)/(25*365.25*24*3600)=1.2675*ln(2)*10^(-9)/s;
平均寿命T为衰变常数λ的倒数:T=1/λ=1.14×10^9s≈36年
1mol锶90质量为90克,1毫克Sr90的摩尔数为k=(0.001/90)(阿佛加德罗常数NA=6.02*10^23/mol),包含原子核的个数
n=k*(NA)=6.69×10^18;一个半衰期(25年),有一半0.5n发生衰变,平均每秒衰变的个数
0.5n/(25×365.25×24×3600)=1.02×10^11个(约为一千亿个)
平均寿命与衰变常数的关系
反比。根据查询考试资料网显示,放射性同位素的衰变率常数等于该种核的平均寿命,即衰变常数越大,则平均寿命越小;反之,衰变常数越小,则平均寿命越长,因此平均寿命与衰变常数成反比。
粒子平均寿命是衰变常数的倒数怎么理解?
中子的平均寿命最长,为885.7±0.8秒,其他粒子的平均寿命都短于10-5秒,最短的约为10-25秒。粒子物理学中称为稳定粒子(见衰变)的基本粒子,现已测定的平均寿命除W粒子和Z粒子外都大于10-20秒。粒子物理学中称为不稳定粒子的基本粒子,现已测定的平均寿命都小于10-20秒。考虑到粒子的质量m...
衰变常数、平均寿命、半衰期之间的关系
这个值可以通过公式T1\/2 = 0.693 \/ λ来计算,其中λ是衰败常数,它代表了每单位时间物质衰变的概率。平均寿命τ,也称为放射性寿命,表示放射性核素的平均存在时间。这个参数与衰败常数直接相关,通过τ = 1 \/ λ这个公式,我们可以看出,衰败常数越大,平均寿命越短,反之亦然。换句话说,如果衰败...
衰变常数、平均寿命、半衰期之间的关系
半衰期:T1\/2 衰败常数:λ 平均寿命:τ T1\/2 =0.693\/λ τ=1\/λ T1\/2:是放射性核素的物理特性,可以直接查找相关资料获得
质子的寿命有多长?如何来理解?
质子虽然要衰变,但衰变寿命是很长的,大约为一千万亿亿 亿年,而我们的宇宙寿命也只有几百亿年,所以质子平均寿命比 宇宙寿命长十万亿亿倍。
粒子衰变粒子寿命列表
以下是粒子衰变中不同粒子的典型寿命列表,数据来源于粒子数据小组:轻子 - 电子\/正电子 (e-\/e+):能量约为0.511 MeV,平均寿命约为1年 μ子\/反μ子 (μ-\/μ+):能量105.6 MeV,寿命约为105.6秒 τ子\/反τ子 (τ-\/τ+):能量1777 MeV,寿命约为1777秒接下来是介子:中性π介子 ...
任何东西都有寿命,那质子的寿命究竟是多久呢?
原子衰变,物理学经常用半衰期来衡量原子寿命。每个原子的半衰期不同,最短的钋215只有0.0018秒,最长的铀U238是45亿年,C14是5730年。原子核中的中子和质子特别稳定,它们的内部库仑力可以束缚它们衰变10年;如果把中子寿命从原子核的自由中子中分离出来,它会迅速衰变为质子、电子和反中子,平均寿命为...
原子核的衰变的平均寿命怎么算
我可以告诉你一个关于原子衰变的公式 N=N0×(1\/2)^(t\/T) (N0中,0是下标)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。原子核数指一个原子中,质子与中子的总和
微观世界的原子及其更小粒子有生死存亡吗,它们的寿命有多长?
中子在原子核里还是比较稳定的,寿命与原子共存亡。会衰变的中子是指脱离原子核自由存在的中子,这种中子平均寿命为885.7±0.8秒,也就是约15分钟。已知可衰变的粒子寿命大多数都非常短暂,说它们是转瞬即逝都夸张了。除了中子,其余粒子寿命都短于10^-5秒,也就是0.00005秒以下,如μ子寿命只有百万...
镭226,88Ra的半衰期1590年,求它的衰变常数,平均寿命,1毫克镭的放射性活...
先求平均寿命。由题意,镭所剩的百分比p与时间t(年)的关系为p=(1\/2)^(t\/1590)所求平均寿命即为(约为2293.89)衰变常数即为平均寿命的倒数 ln2\/1590,约为0.00043594 放射性活度A即单位时间中衰变的原子核数,约等于30685170.15Bq 具体过程:
窦须娃娃:[答案] 了解了解”半衰期”的概念会对你有帮助的.
天桥区18915233516: 求原子物理大神!求解题过程!经历衰变的时间等于平均寿命后,放射性核素的活度是原来的百分之几?(C) - ?
窦须娃娃: 0.1=e的rt次方.t=5min,就剩r衰变常数了.有衰变常数半衰期,平均寿命都有了~~
天桥区18915233516: 玻尔理论是什么?如何解释其内容与应用? - ?
窦须娃娃: 1.玻尔理论 玻尔理论,关于原子结构的一种理论.1913年由玻尔提出.是在卢瑟福原子模型基础上加上普朗克的量子概念后建立的.要点是: (1)原子核外的电子只能在某些规定的轨道上绕转,此时并不发光; (2)电子从高能量的轨道跳到...
天桥区18915233516: 粒子的寿命是怎么回事? - ?
窦须娃娃:所谓基本粒子的寿命,就是指粒子从产生到衰变所经历的一段时间.迄今为止,人们所知道的基本粒子已有300 多种.其中,除少数寿命特别长的稳定粒子(如光子、中微子、电子和质子)外,其他都会分别通过弱相互作用、 电磁相互作用和...
天桥区18915233516: 希格斯玻色子有什么用? - ?
窦须娃娃: 希格斯玻色子(或称希格斯粒子、希格斯子,Higgs boson)是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子,至今尚未在实验中观察到.它也是标准模型中最后一种未被发现的粒子. 标准模型给出了自然界四种相互作用中的电磁相互作...
天桥区18915233516: 质子、中子、电子、光子之外的基本粒子的平均寿命是多长 - ?
窦须娃娃: 一般认为电子和光子不会自然衰变.也就是说他们的正常寿命是无限.质子会不会自然衰变有不同看法,但是从目前的实验结果来说,没有发现质子会自然衰变. 中子在自由状态的半衰期只有16分钟,也就是说游离中子平均16分钟就有一半发生衰变,变成一个质子和一个电子. 但是当质子和中子结合成为原子核之后,如果两者的比例合适,中子可以很稳定的存在下去.如果比例不合适,这个原子核就会发生衰变,产生两者比例合适的新原子核.
天桥区18915233516: 基本粒子的类型及其性质 - ?
窦须娃娃:粒子(particle)指能够以自由状态存在的最小物质组分.最早发现的粒子是电子和质子,1932年又发现中子,确认原子由电子、质子和中子组成,它们比起原子来是更为基本的物质组分,于是称之为基本粒子.以后这类粒子发现越来越多,累...
天桥区18915233516: 关于电子运动能量和质子的问题 - ?
窦须娃娃: 不需要额外提供能量,自身惯性就可维持了. 真正成问题的地方是按经经典电磁学理论,电子会因为不断高速运动产生电磁波而发射能量,这样电子因能量逐渐损失而逐渐落向原子核而导致原子的坍塌. N.玻尔在他关于氢原子电子运动的理论...
天桥区18915233516: 分子和原子的关系?
窦须娃娃: 正确答案: 分子构成大多数物质(除惰性气体,金属外),而原子构成分子,一些物质直接由原子构成,如惰性气体,金属. 化学上主要强调:原子是参与化学反应中最小微粒,分子是保持物质化学性质的微粒. 楼上的一堆废话..
天桥区18915233516: 什么是粒子.它能干什么?
窦须娃娃: 现在发现的基本粒子有几百种,按照基本粒子之间的相互作用,可以分成3类 1.强子:凡是参与强相互作用的粒子,都叫做强子.目前发现的基本粒子大多是强子.强子又分重子(中子、质子、超子)和介子两类. 2.轻子:都不参与强相互作用.只发现几种.电子是最早见的轻子. 3.媒介子:是传递粒子间互相作用的粒子,例如光子就是其中的一种,是传递电磁相互作用的. 就是这样的了,我们高二选修3-5物理书上的,打的好辛苦啊