Peluruhan radioaktif – hukum peluruhan dan waktu paruh

FisikaFisika kuantum dan intiUsia 17–18

Gunakan di kelas saya

N₀ inti induk (merah) meluruh secara acak menjadi inti anak (abu-abu), masing-masing dengan peluang peluruhan per satuan waktu yang sama. Grafik menampilkan jumlah inti tersisa hasil simulasi N(t) dibandingkan kurva teoretis N = N₀·2^(−t/T); tetapan peluruhan λ = ln2/T dan aktivitas A = λN diperbarui terus-menerus. Seret kursor sepanjang grafik untuk membaca N pada saat mana pun.

Pelajaran: Peluruhan radioaktif, hukum peluruhan, waktu paruh, aktivitas

Yang ditunjukkan

Peluruhan radioaktif bersifat acak bagi setiap inti: tidak dapat diramalkan inti mana yang meluruh berikutnya, meskipun setiap inti memiliki peluang meluruh per satuan waktu yang sama. Untuk jumlah inti yang besar, hal ini menghasilkan pola yang dapat diramalkan, N = N₀·2^(−t/T), dengan waktu paruh T adalah waktu yang diperlukan agar separuh inti yang tersisa meluruh. Konstanta peluruhan λ = ln2/T, dan aktivitas A = λN berkurang dengan laju yang sama seperti N. Pada sampel kecil, fluktuasi acak membuat jumlah hasil simulasi menyimpang jelas dari kurva.

Cara menggunakan

Atur Jumlah inti awal N₀ dan Waktu paruh T, tekan Jalankan, lalu amati inti induk berwarna merah berubah menjadi abu-abu. Bandingkan jumlah hasil simulasi dengan kurva teoretis setelah setiap waktu paruh. Seret pada grafik untuk membaca N pada 2T atau 3T. Ulangi dengan N₀ = 50 dan N₀ = 400 untuk melihat pengaruh ukuran sampel terhadap kecocokan, dan gunakan Kecepatan simulasi jika waktu paruhnya panjang.

Parameter yang dapat diubah

  • Jumlah inti awal N₀ 50–400
  • Waktu paruh T 1–20 s
  • Kecepatan simulasi 0,5–4 ×
  • Tampilkan kurva teoretis N₀·2^(−t/T)

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Dapatkah Anda meramalkan inti mana yang meluruh berikutnya? Apa yang dapat diramalkan tentang sampel secara keseluruhan?
  2. Mengapa kurva simulasi lebih cocok dengan kurva teoretis ketika N₀ besar?
  3. Berapa bagian inti awal yang tersisa setelah tiga kali waktu paruh?

Ide mengajar

Semua panduan