单选题
23、衰变常数与半衰期是()。
A
两个完全不同的物理量,没有关系
B
相等关系
C
衰变常数越大,半衰期越小
D
衰变常数越大,半衰期越大
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
放射性元素的衰变遵循指数衰减规律。衰变常数($\lambda$)和半衰期($T_{1/2}$)是描述放射性核素衰变快慢的两个重要物理量,它们之间存在着确定的数学关系。
1. **定义回顾**:
* **衰变常数 ($\lambda$)**:表示单位时间内一个原子核发生衰变的概率。$\lambda$ 越大,表示原子核越不稳定,衰变得越快。
* **半衰期 ($T_{1/2}$)**:表示放射性原子核的数目衰减到原来一半所需要的时间。$T_{1/2}$ 越小,表示衰变得越快。
2. **数学关系推导**:
根据放射性衰变定律 $N = N_0 e^{-\lambda t}$,当时间 $t = T_{1/2}$ 时,剩余原子核数量 $N = \frac{1}{2}N_0$。
代入公式可得:
$$ \frac{1}{2}N_0 = N_0 e^{-\lambda T_{1/2}} $$
$$ \frac{1}{2} = e^{-\lambda T_{1/2}} $$
两边取自然对数:
$$ \ln(\frac{1}{2}) = -\lambda T_{1/2} $$
$$ -\ln 2 = -\lambda T_{1/2} $$
$$ T_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda} \approx \frac{0.693}{\lambda} $$
3. **结论分析**:
由公式 $T_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda}$ 可知,半衰期 $T_{1/2}$ 与衰变常数 $\lambda$ 成**反比**关系。
* 当衰变常数 $\lambda$ **越大**时,分母越大,半衰期 $T_{1/2}$ **越小**(即衰变越快,寿命越短)。
* 当衰变常数 $\lambda$ **越小**时,分母越小,半衰期 $T_{1/2}$ **越大**(即衰变越慢,寿命越长)。
因此,选项 A、B、D 均错误,选项 C 正确描述了二者之间的反比关系。
**正确答案:C**
相关知识点:
衰变常数与半衰期,成反比关系
题目纠错
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