2020高考半衰期的知識(shí)點(diǎn)

　　2020年高考即將開戰(zhàn)，你準(zhǔn)備好了嗎？對(duì)于高中物理成績(jī)不好的同學(xué)來(lái)說(shuō)，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(shí)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(duì)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(huì)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(huì)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(guò)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%）。

　　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(guò)程我們叫做放射性衰變，簡(jiǎn)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(guò)程中，原子核會(huì)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(guò)程稱為α衰變；U238的α衰變方程如下：

　　α衰變方程式

　　請(qǐng)同學(xué)們注意，α衰變釋放出來(lái)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(guò)程稱為β衰變；一種典型是β衰變方程如下：

　　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(huì)處于激發(fā)態(tài)。根據(jù)波爾能級(jí)模型可知，新原子核會(huì)向低能級(jí)發(fā)生躍遷，同時(shí)以γ射線的形式釋放能量。

　　嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，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(duì)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(qǐng)同學(xué)們參考文章《波爾能級(jí)模型》與《光電效應(yīng)》。

　　

　　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(lái)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(guò)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(wú)關(guān)。

　　對(duì)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(shí)，也就正確地理解了半衰期的真正含義。

　　第一種對(duì)半衰期錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是：放射性元素的核，經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期T，衰變了一半，再經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期T，全部衰變完。（應(yīng)該剩余1/4） 第二種對(duì)半衰期錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是：若有4個(gè)放射性元素的核，經(jīng)過(guò)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(guò)一個(gè)半衰期后后剩下的這種核的個(gè)數(shù)為N0/2；而對(duì)于少量的核（比如10個(gè)），是無(wú)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(jiǎn)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(jí)，所以能夠利用K(消除速率常數(shù))來(lái)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(shuō)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(huì)出現(xiàn)差別較大的藥物半衰期。

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