Давайте разберём задачу подробно.
Дано:
Период полураспада радиоактивного препарата: \( T_{1/2} \)
Время: \( t = 3.2 \cdot T_{1/2} \)
Нужно найти, какая часть первоначальных атомов распадётся за это время, выражая ответ в процентах.
Шаг 1: Связь между распадом и периодом полураспада
Число оставшихся атомов после времени \( t \) определяется формулой:
\[ N(t) = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}} \]
где:
- \( N_0 \) — начальное количество атомов,
- \( N(t) \) — количество оставшихся атомов после времени \( t \).
Часть распавшихся атомов будет:
\[
\frac{N_0 - N(t)}{N_0} = 1 - \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T_{1/2}}}
\]
Шаг 2: Подставляем значение времени \( t \)
Время:
\[
t = 3.2 \cdot T_{1/2}
\]
Тогда:
\[ \frac{t}{T_{1/2}} = 3.2 \]
Итак, часть распавшихся атомов:
\[ P = 1 - \left(\frac{1}{2}\right)^{3.2} \]
Шаг 3: Вычисление \(\left(\frac{1}{2}\right)^{3.2}\)
Рассчитаем:
\[ \left(\frac{1}{2}\right)^{3.2} = 2^{-3.2} = e^{-3.2 \ln 2} \]
Значение \( \ln 2 \approx 0.6931 \), поэтому:
\[ 2^{-3.2} = e^{-3.2 \times 0.6931} \approx e^{-2.2179} \]
Теперь вычислим \( e^{-2.2179} \):
\[ e^{-2.2179} \approx 0.108 \]
(используя калькулятор или таблицу)
Шаг 4: Подсчёт распавшихся атомов
Значит:
\[ P \approx 1 - 0.108 = 0.892 \]
Это — доля распавшихся атомов. В процентах:
\[ 0.892 \times 100\% \approx 89.2\% \]
Ответ:
За время \( 3.2 \cdot T_{1/2} \) распится примерно 89.2% атомов радиоактивного препарата.