Question

弛豫时间与半衰期有什么区别呢 知乎

Answer 1

弛豫时间（relaxation time）
处于平衡态的系统受到外界瞬时扰动后，经一定时间必能回复到原来的平衡态，系统所经历的这一段时间即驰豫时间。以τ表示。实际上弛豫时间就是系统调整自己随环境变化所需的时间。利用弛豫时间可把准静态过程中其状态变化“足够缓慢”这一条件解释得更清楚。只要系统状态变化经历的时间Δt与弛豫时间τ间始终满足，则这样的过程即可认为是准静态过程。弛豫时间与系统的大小有关，大系统达到平衡态所需时间长，故弛豫时间长。弛豫时间也与达到平衡的种类（力学的、热学的还是化学的平衡）有关。一般说来，纯粹力学平衡条件破坏所需弛豫时间要短于纯粹热学平衡或化学平衡破坏所需弛豫时间。例如气体中压强趋于处处相等靠分子间频繁碰撞交换动量。由于气体分子间的碰撞一般较频繁（标准状况下1个空气分子平衡碰撞频率为6.6×109次/秒），加之在压强不均等时总伴随有气体的流动，故τ一般很小，对于体积不大的系统其τ约为10-3s，量级甚至更小。例如转速n=150转/分的四冲程内燃机的整个压缩冲程的时间不足0.2s，与10-3s相比尚大2个数量级，可认为这一过程足够缓慢，因而可近似地将它看做准静态过程。但是在混合气体中由于扩散而使浓度均匀化需要分子作大距离的位移，其弛豫时间可延长至几分钟甚至更大。

半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期（Half-life）。随着放射的不断进行，放射强度将按指数曲线下降，放射性强度达到原值一半所需要的时间叫做同位素的半衰期。原子核的衰变规律是：N=No*(1/2)^(t/T) 其中：No是指初始时刻（t=0）时的原子核数 t为衰变时间，T为半衰期，N是衰变后留下的原子核数。放射性元素的半衰期长短差别很大，短的远小于一秒，长的可达数百亿年。
在物理学中，尤其是高中物理，半衰期并不能指少数原子，它的定义为：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。衰变是微观世界里的原子核的行为，而微观世界规律的特征之一在于“单个的微观事件是无法预测的”，即对于一个特定的原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。然而。量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。而放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。
放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关。
另一个半衰期的概念是指药物在人体中浓度的变化：
半衰期一般指药物在血浆中的浓度下降一半所需要的时间。它反映了药物在体内消除的速度。如，某一药物半衰期为2 h，即其在体内的浓度于2 h减去一半，余下一半又于2 h减去其一半，即余下1/4,此1/4又于2 h再减去一半，即余下1/8。

由于某一种药物的半衰期对于某一种动物来说往往是固定不变的，因而半衰期对指导临床用药有重要意义。例如，根据半衰期的概念，可以推算出一次给药后血浆药物浓度经4〜5个半衰期而下降95%，说明药物已经基本消除。

因此，要维持药物在体内比较稳定的有效浓度，应按半衰期给药。长于半衰期，体内药物浓度波动较大，短于半衰期则易引起蓄积中毒。肝、肾功能不良时，药物的半衰期会延长；增加药物的剂量只能提高血浆药物浓度，并不能显著延长药物在体内消除的时间，更不能显著增加药物的作用时间。