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2020高考半衰期的知識點(diǎn)

來源:高考網(wǎng)整理 2019-10-19 21:42:08

  2020年高考即將開戰(zhàn),你準(zhǔn)備好了嗎?對于高中物理成績不好的同學(xué)來說,熟悉復(fù)習(xí)資料的積累要隨時(shí)整理。高考網(wǎng)小編為各位考生整理了一些高考物理必備的知識點(diǎn),供大家參考閱讀!

  什么是半衰期?

  放射性元素的大量原子核,有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間,稱之為該元素的半衰期。 半衰期是從統(tǒng)計(jì)意義上講的。

  半衰期是指一個(gè)時(shí)間段T,在T這段時(shí)間內(nèi),一種不穩(wěn)定同位素原子數(shù)發(fā)生衰變的概率為50%。 “50%的概率”是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念,僅對大量重復(fù)事件有意義。

  當(dāng)原子數(shù)量“巨大”時(shí),在T時(shí)間內(nèi)將會有50%的原子發(fā)生衰變。 從數(shù)量上講就是有“一半的原子”發(fā)生衰變。在下一個(gè)T時(shí)間內(nèi),剩下未衰變的原子又會有50%發(fā)生衰變,以此類推。

  但當(dāng)原子的個(gè)數(shù)不再“巨大”時(shí),例如只剩下20個(gè)原子還未衰變時(shí),那么“50%的概率”將不再有意義。這時(shí),經(jīng)過T時(shí)間后。發(fā)生衰變的原子個(gè)數(shù)不一定是10個(gè)(20×50%)。

2020高考半衰期的知識點(diǎn)1


  衰變的概念

  放射性元素的衰變

  能自發(fā)從原子核內(nèi)部放射出射線性質(zhì)稱為放射性,這一放射過程我們叫做放射性衰變,簡稱衰變。

  任何一種具有放射性的元素,都有其衰變的半衰期。

  放射性元素

  衰變的過程中,原子核會放出α粒子或β粒子,由于核電荷數(shù)變了,它在周期表中的位置就變了,變成另一種原子核。三種典型的衰變介紹如下:

  α衰變

  原子核自發(fā)地放射出α粒子(氦核)的衰變過程稱為α衰變;U238的α衰變方程如下:2020高考半衰期的知識點(diǎn)2

  α衰變方程式

  請同學(xué)們注意,α衰變釋放出來的α粒子是氦核,而并非氦原子。

  β衰變

  原子核自發(fā)地放射出β粒子(高速電子)的衰變過程稱為β衰變;一種典型是β衰變方程如下:2020高考半衰期的知識點(diǎn)3

  β衰變方程式

  γ衰變

  γ輻射通常伴隨其他形式的輻射產(chǎn)生(α射線,β射線)。當(dāng)一個(gè)原子核發(fā)生α衰變或者β衰變時(shí),生成的新原子核有時(shí)會處于激發(fā)態(tài)。根據(jù)波爾能級模型可知,新原子核會向低能級發(fā)生躍遷,同時(shí)以γ射線的形式釋放能量。

  嚴(yán)格來說,上述的α衰變方程與β衰變方程,在尾部都應(yīng)該加一個(gè)γ。

  γ射線,x-射線,可見光和紫外線,都是不同形式的電磁輻射,俗稱電磁波。唯一的區(qū)別是他們的頻率不同,對應(yīng)光子的能量不同。整個(gè)電磁波譜中γ光子的能量最高。

  此部分內(nèi)容的深入理解請同學(xué)們參考文章《波爾能級模型》與《光電效應(yīng)》。

  2020高考半衰期的知識點(diǎn)4

  半衰期的計(jì)算公式

  從半衰期的定義出發(fā),結(jié)合等比數(shù)列概念,我們知道,經(jīng)歷N個(gè)半衰期后,剩余的質(zhì)量為: m=M(1/2)^(t/T) 其中M為反應(yīng)前原子核質(zhì)量,m為反應(yīng)后原子核質(zhì)量,t為反應(yīng)時(shí)間,T為半衰期。顯然,N=t/T;

  半衰期解題須知

  我們首先來復(fù)習(xí)解釋幾個(gè)關(guān)于半衰期的概念,便于大家理解半衰期。

 �。�1)半衰期的定義:放射性元素的大量原子核,有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間,稱之為該元素的半衰期。

 �。�2)半衰期的意義:反映了核衰變過程的統(tǒng)計(jì)快慢程度。

 �。�3)半衰期的決定特征:只由核本身的因素所決定,而與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。

  對半衰期的理解:大家要搞清半衰期的上述分析,避免如下錯(cuò)誤認(rèn)識,也就正確地理解了半衰期的真正含義。

  第一種對半衰期錯(cuò)誤認(rèn)識是:放射性元素的核,經(jīng)過一個(gè)半衰期T,衰變了一半,再經(jīng)過一個(gè)半衰期T,全部衰變完。(應(yīng)該剩余1/4) 第二種對半衰期錯(cuò)誤認(rèn)識是:若有4個(gè)放射性元素的核,經(jīng)過一個(gè)半衰期T,將衰變2個(gè)。

  事實(shí)上,N0個(gè)某種放射性元素的核,經(jīng)過一個(gè)半衰期后后剩下的這種核的個(gè)數(shù)為N0/2;而對于少量的核(比如10個(gè)),是無法確定其衰變半數(shù)所需要的時(shí)間的。

  藥物半衰期與給藥間隔

  藥物半衰期一般可稱作生物半效期或者是生物半衰期,也可以簡寫為“t1/2”,指的是血液中藥物濃度或者是體內(nèi)藥物量減低到二分之一所花費(fèi)的時(shí)間。

  在某種特定劑量范圍中大部分藥物消除速度為一級,所以能夠利用K(消除速率常數(shù))來計(jì)算t1/2,也就是t1/2=0.693/K。藥物與藥物之間的藥物半衰期差別很大,比如說洋地黃毒甙的藥物半衰期是9d、青霉素的藥物半衰期是30min;結(jié)構(gòu)相似藥物以及同一種族藥物,也會出現(xiàn)差別較大的藥物半衰期。

 

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