指數衰變律

指數衰變率是指某一种放射性原子核的數目由於衰變按指數規律隨時間的增長而減少。

基本介紹

• 中文名：指數衰變率 
• 外文名：exponential decay law

指數衰變率是指某一种放射性原子核的數目由於衰變按指數規律隨時間的增長而減少。

衰變過程

衰變過程首先是在原子核現象時發現的，實驗發現，某些放射性元素（例如鐳）放射出α粒子或β粒子後，就衰變為其他元素。

在粒子物理領域裡，各種粒子間可發生幾種不同類型的反應。具有一定壽命的不穩定粒子能夠衰變為其他粒子，這就是高能粒子物理領域裡廣泛存在的衰變過程。

人們對各種衰變過程的研究表明，目前所觀察到的所有的衰變現象都可歸結為是由強相互作用或者電磁作用、弱作用引起的。例如ρ→2π，π⁰→2γ，n→ρ+e^-+ve衰變分別由強作用、電磁作用和弱作用引起的，並且分別稱它們為強衰變，電磁衰變和弱衰變。衰變粒子的壽命是與引起衰變的作用強度有關，一般來說作用越強壽命越短，作用弱些壽命就會長些，強衰變、電磁衰變和弱衰變的典型壽命分別為10^-23s，10^-15s和10^-9s左右。

由於強作用，電磁作用和弱作用具有不用的對稱性，因此，在它們引起的衰變過程中，要遵守各自的選擇定則。

所以，對各種衰變過程的研究，不僅能研究衰變過程中產生的原因，而且也可以了解引起衰變的作用的性質。例如，對⁶⁰CO的β衰變的研究，就證實了弱作用宇稱不守恆的性質。

指數衰變率

放射性衰變遵從指數衰變規律。放射性核是一個量子體系，核衰變是一個量子躍遷過程，遵從量子力學的統計規律，也就是說，對於任何一個放射性核，發生衰變的時刻完全是偶然的，不能預料，而大量放射性核的集合作為一個整體，衰變規律是十分確定的。即

N=N₀e^-λt

其中N₀是衰變時間t=0時該放射性核的數目，N是t時刻該放射性核的數目，λ是衰變常數。

實驗上主要的測定量是λ。由於測量放射性核的數目很不方便，人們一般測定單位時間內有多少核發生衰變，即衰變率，或叫放射性活度A，它的定義是

A≡-=A₀e^-λt

式中A₀=λN₀是t=0時的放射性活度。可見放射性活度和放射性核的數目都遵從同樣的指數衰減規律，測定A即可求得λ和N。