Номер 1, страница 234 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

1. В чем заключается закон радиоактивного распада? Каков характер этого распада?

1. В чем заключается закон радиоактивного распада? Каков характер этого распада?

Закон радиоактивного распада — это фундаментальный закон ядерной физики, который описывает, как со временем уменьшается количество радиоактивных ядер в образце. Этот закон был установлен экспериментально Эрнестом Резерфордом и Фредериком Содди в 1903 году.

Суть закона заключается в том, что скорость распада (то есть число ядер, распадающихся в единицу времени) в любой момент времени пропорциональна числу еще не распавшихся ядер, имеющихся в этот момент. Математически закон радиоактивного распада выражается формулой:

$N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$

где:
$N(t)$ — число нераспавшихся радиоактивных ядер в момент времени $t$;
$N_0$ — начальное число радиоактивных ядер (в момент времени $t=0$);
$\lambda$ (лямбда) — постоянная распада, которая является уникальной характеристикой для каждого конкретного изотопа и показывает вероятность распада одного ядра в единицу времени;
$e$ — основание натурального логарифма (приблизительно 2,718).

Закон также можно выразить через период полураспада $T_{1/2}$ — время, за которое распадается ровно половина от начального числа радиоактивных ядер. Связь между постоянной распада и периодом полураспада: $\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}}$. Формула тогда принимает вид:

$N(t) = N_0 \cdot 2^{-t/T_{1/2}}$

Радиоактивный распад имеет следующий характер:

Статистический (или вероятностный). Невозможно предсказать, когда именно распадется конкретное ядро. Можно говорить лишь о вероятности его распада в определенный промежуток времени. Закон распада применим только к очень большому числу ядер и описывает их среднее поведение.

Самопроизвольный (спонтанный). Распад ядер происходит сам по себе, без каких-либо внешних воздействий. Он обусловлен внутренними процессами в самом ядре.

Независимый от внешних условий. Скорость распада не зависит от температуры, давления, химического состава вещества, в котором находятся радиоактивные атомы, или от других внешних физических и химических факторов.

Ответ: Закон радиоактивного распада утверждает, что число нераспавшихся радиоактивных ядер уменьшается со временем по экспоненциальному закону $N(t) = N_0 e^{-\lambda t}$. Характер этого распада является самопроизвольным (спонтанным), то есть он происходит без внешнего воздействия, и статистическим (вероятностным), что означает невозможность предсказать момент распада конкретного ядра, но возможность описать поведение большого ансамбля ядер.