Abklingvorgang

Abklingvorgang bezeichnet den Prozess, bei dem eine Größe mit der Zeit abnimmt. In der Physik tritt ein Abklingen häufig exponentiell auf, etwa bei radioaktivem Zerfall, aber auch in chemischen Reaktions- oder elektrischen Systemen, in denen eine Größe durch einen Abklingprozess weiter reduziert wird. Typisch ist, dass die Veränderung mit der Zeit stetig verläuft und sich Größen oftmals proportional zu ihrem aktuellen Wert verringern.

Im radioaktiven Zerfall wird die Anzahl der verbleibenden Kerne N(t) durch N(t) = N0 e^{-λ t} beschrieben, wobei λ die Zerfallskonstante ist. Die Aktivität A(t) folgt A(t) = λ N(t) und sinkt entsprechend. Die Halbwertszeit T1/2 ist definiert als T1/2 = ln 2 / λ, das ist die Zeit, nach der die ursprüngliche Anzahl N0 auf die Hälfte reduziert ist. Ähnliche exponentielle Abklingen treten in vielen anderen first-order-Prozessen auf, etwa bei der Entladung von Kondensatoren (Zeitkonstante τ = 1/λ) oder in bestimmten chemischen Reaktionskinetiken.

Abklingvorgänge können idealisiert exponentiell verlaufen, doch reale Systeme zeigen oft Abweichungen. Mehrfacher oder gemischter Zerfall, Umweltbedingungen oder Messungenauigkeiten führen zu Mehrfach- oder nichtexponentiellen Verläufen. Anwendungen finden sich in der Radiokarbon- oder anderen radiometrischen Datierung, in der medizinischen Diagnostik mit Radioisotopen sowie in der Bewertung von Umweltprozessen und in der Technik von Schaltungen.

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