Закон радиоактивного распада
Радиоактивный распад ядра атома подчиняется законам квантовой физики и поэтому является случайным событием, т. е. имеет вероятностный характер. Причём ядра радиоактивного элемента распадаются независимо друг от друга.
Закон радиоактивного распада гласит: распад ядра происходит случайным образом и независимо от распада других ядер, причём число нераспавшихся радиоактивных ядер N убывает со временем по экспоненциальному закону:
,
где l - постоянная распада данного элемента, равная вероятности распада данного атома за 1 сек.
Время, за которое распадается половина исходного числа радиоактивных ядер (атомов) No, называют периодом полураспада Т1/2.
Установим взаимосвязь между постоянной распада l и величиной Т1/2. По определению, при t=Т1/2 имеем , тогда, из закона радиоактивного распада получим: Þ Þ Þ , откуда: .
Величину t, обратную l, называют средним временем жизни атома данного радиоактивного вещества:
Þ .
Период полураспада для различных веществ варьируется в широких пределах: для Þ лет; для Þ с.
Масса и энергия
Согласно теории относительности А. Эйнштейна, объект с массой m и скоростью обладает запасом энергии:
, (*)
где и , С - скорость света в вакууме, и - энергия и масса тела при (называемые энергия и масса покоя тела, соответственно).
Величину называют кинетической энергией, а величину - кинетической массой.
Кроме того, согласно законам сохранения энергии и массы для замкнутой системы, которой является как распадающееся ядро, так и объединяющиеся в новое ядро нуклоны: и .
Тогда, при переходе тела (системы) из состояния 1, характеризуемогоскоростью 1, в состояние 2, характеризуемого скоростью 2, можно записать: и . Откуда и , что можно записать в виде и . Причём, два последних равенства, согласно уравнению (*), взаимосвязаны соотношением: . Таким образом, убывание энергии покоя на величину сопровождается уменьшением массы покоя на , и наоборот. Аналогичные рассуждения справедливы и для с .
Формула (*) не означает, что масса и энергия тождественны (являются одним и тем же) или, что возможно превращение массы в энергию и наоборот. Из формулы (*) следует, что при увеличении скорости движения тела его энергия и масса преобразуются не друг в друга, а каждая в свою другую форму: энергия покоя - в кинетическую энергию , а масса покоя - в массудвижения .
А так как и Е одинаковым образом зависят от , то убывание энергии на DЕo сопровождается уменьшением массы покоя на Dmо. В результате и создаётся впечатление о ²превращении массы в кинетическую энергию²; такой словесный оборот некорректен с физической точки зрения.
Дата добавления: 2019-12-09; просмотров: 413;