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Vidéo de question : Reconnaître la définition de la demi-vie Chimie

Lequel des énoncés suivants définit le mieux le concept de demi-vie ? [A] La moitié du temps nécessaire pour que tous les noyaux instables se désintègrent [B] Le temps nécessaire pour que tous les noyaux instables se désintègrent [C] La moitié du temps nécessaire pour que la moitié des noyaux instables se désintègre [D] Le nécessaire pour que la moitié des noyaux instables se désintègre

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Transcription de vidéo

Lequel des énoncés suivants définit le mieux le concept de demi-vie ? (A) La moitié du temps nécessaire pour que tous les noyaux instables se désintègrent. (B) Le temps nécessaire pour que tous les noyaux instables se désintègrent. (C) La moitié du temps nécessaire pour que la moitié des noyaux instables se désintègre. Ou (D) le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux instables se désintègre.

Le noyau d’un atome contient des protons et des neutrons. Il y a un équilibre délicat entre la forte force nucléaire qui maintient la cohésion du noyau et la répulsion entre les protons chargés positivement qui les séparent. Lorsque les forces de répulsion l’emportent sur les forces d’attraction, le noyau est instable. Cela peut être dû au fait que le noyau contient trop de protons, trop peu de neutrons ou trop d’énergie.

Les noyaux instables peuvent devenir plus stables en libérant de l’énergie sous forme d’ondes ou de particules. Donc, le noyau devient stable en émettant un rayonnement. Cela peut être sous la forme de rayons , de particules 𝛼 ou de particules 𝛽. Cette émission spontanée de rayonnement à partir d’un noyau instable est appelée la désintégration radioactive. Il est un peu compliqué de calculer la durée nécessaire pour que des noyaux se désintègrent car la désintégration est exponentielle. Ainsi, à mesure que le temps passe, le nombre de noyaux non désintégrés diminue de façon exponentielle.

Une mesure utilisée est le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux se désintègre. Ceci est connu sous le nom de la demi-vie, et elle est représentée par le symbole 𝑡 indice un demi. Si nous commençons au temps zéro, alors nous n’aurons pas de noyaux désintégrés. Ce point porte le symbole 𝑁 indice zéro. La demi-vie est la quantité de temps nécessaire pour que la moitié des noyaux se désintègre. Donc, si nous trouvons le moment où nous avons la moitié de la quantité de noyaux avec laquelle nous avons commencé, alors nous trouverons la demi-vie. Mais pour trouver la demi-vie, il n’est pas nécessaire de commencer par le nombre maximum de noyaux non désintégrés. Vous pouvez commencer à n’importe quel point. Peu importe la quantité d’échantillons avec laquelle vous commencez ; la demi-vie est constante.

Si nous commençons avec la moitié du nombre initial de noyaux non désintégrés, alors la moitié sera un quart du nombre initial. Si nous comparons le temps nécessaire pour passer de la moitié du nombre initial de noyaux non désintégrés à un quart, nous réalisons qu’il est égal au temps nécessaire pour passer du nombre initial de noyaux non désintégrés à la moitié. Nous pouvons donc appeler ce temps 𝑡 indice un demi. Si nous répétons le processus, la demi-vie est toujours la même. Même si nous commençons à un tiers du nombre initial de noyaux non désintégrés, nous constaterons toujours que la demi-vie est la même. Ainsi, la demi-vie est la quantité de temps nécessaire à la désintégration de la moitié des noyaux, quel que soit la quantité d’échantillon avec laquelle vous commencez.

Par conséquent, la réponse à la question « Lequel des énoncés suivants définit le mieux le concept de demi-vie ? » est (D), le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux instables se désintègre.

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