Ano ang kalahating-buhay ng (Na ^ 24) kung ang isang assistant ng pananaliksik ay gumawa ng 160 mg ng radioactive sodium (Na ^ 24) at natagpuan na may 20 mg lang ang iniwang 45 h nang maglaon?

Ano ang kalahating-buhay ng (Na ^ 24) kung ang isang assistant ng pananaliksik ay gumawa ng 160 mg ng radioactive sodium (Na ^ 24) at natagpuan na may 20 mg lang ang iniwang 45 h nang maglaon?
Anonim

Sagot:

#color (asul) ("Ang kalahating buhay ay 15 oras.") #

Paliwanag:

Kailangan nating hanapin ang isang equation ng form:

#A (t) = A (0) e ^ (kt) #

Saan:

#bb (A (t)) = # ang halaga pagkatapos ng oras t.

#bb (A (0) = # ang halaga sa simula. i.e. t = 0.

# bbk = # ang paglago / pagkabulok kadahilanan.

# bbe = # Ang bilang ni Euler.

# bbt = # oras, sa oras ng kasong ito.

Kami ay binibigyan ng:

#A (0) = 160 #

#A (45) = 20 #

Kailangan nating malutas # bbk #:

# 20 = 160e ^ (45k) #

Hatiin ng 160:

# 1/8 = e ^ (45k) #

Pagkuha ng likas na logarithms ng magkabilang panig:

#ln (1/8) = 45kln (e) #

#ln (e) = 1 #

Kaya:

#ln (1/8) = 45k #

Pagbabahagi ng 45:

#ln (1/8) / 45 = k #

#:.#

#A (t) = 160e ^ (t (ln (1/8) / 45)) #

#A (t) = 160e ^ (t / 45 (ln (1/8)) #

#A (t) = 160 (1/8) ^ (t / 45) #

Dahil sa pamamagitan ng kahulugan ang kalahating buhay ay ang tagal ng panahon kung mayroon kaming kalahati ng panimulang halaga:

#A (t) = 80 #

Kaya kailangan nating malutas para sa t sa:

# 80 = 160 * (1/8) ^ (t / 45) #

# 80/160 = (1/8) ^ (t / 45) #

# 1/2 = (1/8) ^ (t / 45) #

Pagkuha ng likas na logarithms:

#ln (1/2) = t / 45ln (1/8) #

# 45 * (ln (1/2)) / (ln (1/8)) = t = 15 #

Ang kalahating buhay ay 15 oras.

Sagot:

15 oras

Paliwanag:

  • Mabilis na Way

Tulad ng halaga ng isang decaying substance halves sa paglipas bawat isa kalahating buhay (samakatuwid ang pangalan), ang halving ang halaga sa mga hakbang ay nangangailangan ng 3 hakbang upang makakuha ng 160 hanggang 20:

  • # 160 hanggang 80 hanggang 40 hanggang 20 #

At #45 = 3 * 15#

Kaya ang kalahating-buhay ay 15 taon.

  • Higit pang pormal na paraan

Para sa kalahating buhay # tau #, kung saan # X (t) # ang halaga (mass / bilang ng mga particle / etc) na natitira sa oras t:

#X (t) = X_o (1/2) ^ (t / tau) qquad square #

Kaya:

# X (0) = X_o, X (tau) = X_o / 2, X (2tau) = X_o / 4, … #

Pag-plug sa mga halaga na ibinigay sa # parisukat #:

# 20 = 160 * (1/2) ^ (45 / tau) #

#implies (1/2) ^ (45 / tau) = 1/8 qquad qquad = (1/2) ^ 3 #

#implies 45 / tau = 3 nagpapahiwatig tau = 15 #