关于薛定谔的猫和原子核半衰期的速度

发布于2022-07-21 17:02:04

最近看关于“薛定谔的猫”的一些东西,有几句话不太明白。1、“原子核的衰变是随机事件,物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天,则过一天,该元素就少了一半,再过一天,就少了剩下的一半。但是,物理学家却无法知道,它在什么时候衰变,上午,还是下午。”2、“每经过一个半衰期,所有的放射性物质都会经过一个衰变/不衰变的选择,或者说放射性物质总是处在一种犹豫着是衰变还是不衰变的状态,每到一个半衰期才能做出决定。”请哪位朋友能帮忙用简单通俗的语言给我讲解一下以上两句话,最好少用专业名词,越通俗越好。(请不要随便复制粘贴网上查的资料,我看不懂是不会给分的)我一直以为,原子核衰变是时刻发生的,但是按上面所说,难道原子核衰变仅是在半衰期那一刻发生吗?如果说,原子核的衰变是随机事件,而不是匀速,那还能用原子核的衰变公式:N=No*(1/2)^(t/T) 来计算衰变时间吗?假设某放射性物质半衰期是5000年,如果衰变是随机事件,那么可能在半衰期前的4999年里,仅衰变了1%,而在第5000年,衰变了49%,那还能用上面的公式来计算吗?还有,薛定谔的那只猫不能做为观测者来改变箱子里的粒子状态吗?观测者一定要是人吗?请解惑,谢谢。

2个回答
admin
网友回答2022-07-21
薛定谔的猫我不喜欢,所以LZ的第二个问题我无法回答。 对于单个具有放射性的原子核来说,它衰不衰变,什么时候衰变,都是随机的,不确定的;但是在物理学中,研究这样的单个原子核的衰变情况是无意义的,物理学家关心的是大量(就是具有10的23次方数量级)的原子核的衰变情况的统计规律。 打个比方来说,一个人扔一枚硬币,每次出现正或者反都是完全随机的;但是如果60亿人都来扔硬币,那么我们就可以断言,扔出的这60亿枚硬币里,出现正面和出现反面的硬币各占一半,而且误差(比如正面的硬币数目与30亿之间的误差,概率论中用“标准差”一词描述)是极小的(因为极大数目的抛硬币所形成的概率密度函数是高斯函数,其标准差在数目极大时变得极小,LZ可以去找关于概率论的文章来看下)。 至于LZ所说的“可能在半衰期前的4999年里,仅衰变了1%,而在第5000年,衰变了49%”的情况,与上述抛硬币情况是类似的。也就是说,当研究的原子核数目极大时(拿铀235为例,235克的铀235所含原子核数目为10的23次方个,这算是天文数字了),任何显著快于或者慢于原子核的衰变公式:N=No*(1/2)^(t/T) 的衰变,其发生的概率都是极小极小的,小到什么程度?可以做个假设:假设我们为了要观测到一个“在半衰期前的4999年里,仅衰变了1%,而在第5000年,衰变了49%”的衰变过程而进行持续的、不间断的观测,我们很可能要一直观测下去,直到这个宇宙消亡为止,这个衰变过程才有可能被我们看到……
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网友回答2022-07-21
我是来看评论的

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