物理 · 现代物理 / 原理与探索
放射性衰变与半衰期实验解说
虽然我们无法知道单个原子何时衰变，但大量的原子整体衰变似乎呈现出规律性。通过改变初始原子数量、半衰期以及初始随机数，比较随机衰变曲线与指数衰变曲线。请注意，半衰期并非所有原子消失的时间，而是剩余原子所占的比例。
它是怎么工作的？
每个衰变是随机的，但剩余的原子数量呈指数衰减。
关键关系
N(t) = N₀ (1/2)^(t/T)
尝试这个实验
- 每个原子从指数分布中随机抽取一个时间。相同的初始值和条件会产生相同的结果。每个点代表一个原子组，数量计算为所有原子的总数。计数的声音与衰减速率成比例。
- 按下“标准条件”按钮，运行，并记录每个测量值。
- 比较半衰期 T 记录以及 2T 和 3T 时的曲线。如果改变初始值，个体的衰减点将会改变。 速度不影响物理结果。
解读您的结果
为什么当原子数量较少时，实际差异与理论曲线之间的差异似乎显得很大？
由于它是独立的随机衰减，小样本具有较大的相对误差，而大样本趋近于理论曲线。
假设与限制
假设所有原子具有相同的常数衰变概率，并且彼此独立。 忽略了母核的链式衰变、探测器效率以及背景辐射。 简化了点和计数器的显示。 随机数是基于种子生成的伪随机数。