Životnost kvantově mechanického systému

Životnost kvantově mechanického systému (částice, jádro, atom, energetická hladina atd.) je časový interval, během kterého se systém rozpadá s pravděpodobností , kde e je Eulerovo číslo . Pokud je uvažován soubor nezávislých částic, pak se v průběhu času počet zbývajících částic sníží (v průměru) o faktor e počtu částic v počátečním okamžiku. Koncept „života“ je použitelný v podmínkách, kdy dochází k exponenciálnímu rozpadu (to znamená, že očekávaný počet přeživších částic N závisí na čase t jako [1] $\tau$ $1-1/e\,=0{,}63212...,$ $\tau$

N(t)=N_{0}\exp(-t/\tau )\;,

kde N 0 je počet částic v počátečním okamžiku). Tento termín například nelze aplikovat na oscilace neutrin .

Doba života souvisí s poločasem T 1/2 (doba, během níž se počet přeživších částic v průměru sníží na polovinu) následujícím vztahem:

\tau =T_{{1/2}}/\ln 2=T_{{1/2}}/0{,}693\ldots \;.

Převrácená hodnota životnosti se nazývá rozpadová konstanta :

\lambda=1/\tau\;.

Exponenciální rozpad je pozorován nejen u kvantově mechanických systémů, ale také ve všech případech, kdy pravděpodobnost nevratného přechodu prvku systému do jiného stavu za jednotku času nezávisí na čase. Proto se termín "životnost" používá v oblastech dosti vzdálených fyzice , například v teorii spolehlivosti , farmakologii , chemii atd. Procesy tohoto druhu jsou popsány lineární diferenciální rovnicí .

-{\frac {dN(t)}{dt}}={\frac {N(t)}{\tau }}),

což znamená, že počet prvků v počátečním stavu klesá rychlostí úměrnou koeficientu proporcionality . Ve farmakokinetice je tedy sloučenina po jediné injekci chemické sloučeniny do těla postupně zničena v biochemických procesech a vyloučena z těla. tělo, a pokud nezpůsobuje výrazné změny v rychlosti biochemických účinků působících na něj zpracovává (to znamená, že účinek je lineární), pak je pokles jeho koncentrace v těle popsán exponenciálním zákonem a můžeme mluvit o době života chemické sloučeniny v těle (stejně jako poločas rozpadu a rozpadová konstanta). $N(t)$ $-{\frac {dN(t)}{dt}},$ $N(t).$ $1/\tau\;.$

Viz také

Poznámky

↑ Kireev, 1975 , s. 424.

Literatura

Kireev P. S. Fyzika polovodičů. - M . : Vyšší škola , 1975. - 584 s. — 30 000 výtisků.