指數與對數函數
半衰期
當某物按指數衰減時,並不存在它全部消失的某一刻——它只是不斷減半。半衰期是這個量降到當前數值一半所需要的、穩定不變的時間。經過一個半衰期,剩一半;經過兩個,剩四分之一;經過三個,剩八分之一;如此下去,與你最初有多少無關。
如果一個量的半衰期為 T,可以寫成 A(t) = A_0 · (1/2)^(t / T),其中 A_0 是初始量、t 是經過的時間。等價地,寫成自然形式就是 A(t) = A_0 · e^(-kt),衰減常數 k = ln(2) / T。這兩種形式是同一個模型,只是用了不同的底數。
半衰期在放射性測年和藥理學中最為著名,後者用它來確定藥物保持活性的時長。一個關鍵的直覺:相等的時間段總把數量乘以相同的因子,所以曲線永遠到不了零——它只會一次次地把距離縮短一半。要求剩下其他比例所需的時間,用對數去解。
碳-14 的半衰期約為 5730 年。從 80 克開始:5730 年後剩 40 克;11,460 年後剩 20 克;17,190 年後剩 10 克。
每過 5730 年,剩餘量減半,卻永遠到不了零。
另見