રેડિયોએક્ટિવ પદાર્થના અર્ધ-આયુષ્યની વ્યાખ્યા લખો અને તેનો ક્ષય અચળાંક સાથેનો સંબંધ મેળવો.

જો ${N_0}$ એ ${T_{1/2}} = 5 \text{ વર્ષ}$ અર્ધ-આયુષ્ય ધરાવતા પદાર્થનું મૂળ દળ હોય,તો $15 \text{ વર્ષ}$ પછી બાકી રહેલા પદાર્થનું પ્રમાણ કેટલું હશે?

રેડિયો એક્ટિવ તત્વ $X$ નું અર્ધ આયુષ્ય બીજા રેડિયો એક્ટિવ તત્વ $Y$ ના સરેરાશ આયુષ્ય જેટલું છે. શરૂઆતમાં બંનેના પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન છે, તો:

જો $6$ દિવસ પછી રેડિયોએક્ટિવ નમૂનાનો અવિભંજીત ભાગ $7/8$ હોય,તો $10$ દિવસ પછી અવિભંજીત ભાગ કેટલો હશે?

$280\, \text{દિવસ}$ જૂના રેડિયોએક્ટિવ પદાર્થની એક્ટિવિટી $6000\, \text{dps}$ છે. $140\, \text{દિવસ}$ પછી તેની એક્ટિવિટી $3000\, \text{dps}$ થાય છે. તેની પ્રારંભિક એક્ટિવિટી કેટલી હશે? ......... $\text{dps}$

જો તમામ સ્વતંત્ર રાશિઓમાં માપન ક્ષતિઓ જાણીતી હોય,તો કોઈપણ આશ્રિત રાશિમાં ક્ષતિ નક્કી કરવી શક્ય છે. આ શ્રેણી વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરીને અને ક્ષતિના પ્રથમ ઘાત પર વિસ્તરણને કાપીને કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,સંબંધ $z = x / y$ ધ્યાનમાં લો. જો $x, y$ અને $z$ માં ક્ષતિઓ અનુક્રમે $\Delta x, \Delta y$ અને $\Delta z$ હોય,તો $z \pm \Delta z = \frac{x \pm \Delta x}{y \pm \Delta y} = \frac{x}{y} (1 \pm \frac{\Delta x}{x}) (1 \pm \frac{\Delta y}{y})^{-1}$. $(1 \pm \frac{\Delta y}{y})^{-1}$ માટે શ્રેણી વિસ્તરણ,$\Delta y / y$ માં પ્રથમ ઘાત સુધી,$1 \mp (\Delta y / y)$ છે. સ્વતંત્ર ચલોમાં સાપેક્ષ ક્ષતિઓ હંમેશા ઉમેરવામાં આવે છે. તેથી $z$ માં ક્ષતિ $\Delta z = z (\frac{\Delta x}{x} + \frac{\Delta y}{y})$ હશે. ઉપરોક્ત તારણ એવી ધારણા કરે છે કે $\Delta x / x \ll 1, \Delta y / y \ll 1$. તેથી,આ રાશિઓની ઉચ્ચ ઘાતને અવગણવામાં આવે છે.
$(1)$ ગુણોત્તર $r = \frac{(1 - a)}{(1 + a)}$ ધ્યાનમાં લો જે પરિમાણરહિત રાશિ $a$ માપીને નક્કી કરવામાં આવે છે. જો $a$ ના માપનમાં ક્ષતિ $\Delta a$ $(\Delta a / a \ll 1)$ હોય,તો ક્ષતિ $\Delta r$ શું છે?
$(2)$ એક પ્રયોગમાં,રેડિયોએક્ટિવ ન્યુક્લિયસની પ્રારંભિક સંખ્યા $3000$ છે. એવું જોવા મળ્યું છે કે પ્રથમ $1.0 \ s$ માં $1000 \pm 40$ ન્યુક્લિયસ ક્ષય પામ્યા છે. $|x| < 1$ માટે,$\ln(1 + x) = x$ એ $x$ માં પ્રથમ ઘાત સુધી છે. ક્ષય અચળાંક $\lambda$ ના નિર્ધારણમાં ક્ષતિ $\Delta \lambda$ ($s^{-1}$ માં) કેટલી છે?