Question

【題目】已經證實質子、中子都是由上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為e，下夸克帶電為－e，e為電子所帶電荷量的大小，即質子所帶電荷量．如果質子是由三個夸克組成的，且各個夸克之間的距離都為L，三個夸克組成等邊三角形。L＝1.5×10－15 m，靜電力常量K=9.0×109Nm2/c2, e = 1.6×10-19c.試求：

①畫出質子的三個夸克的組成圖形，夸克用小圓圈表示，并在每個夸克旁標出該夸克所帶電量；

②計算質子內每相鄰兩個夸克之間的靜電力．

Answer 1

【答案】①圖見解析；②上夸克之間的靜電力為45.5 N，是排斥力；上夸克與下夸克之間的靜電力為22.8 N，是吸引力.

【解析】

①如圖；

②質子帶電為+e，所以它是由2個上夸克和1個下夸克組成的。按題意，三個夸克必位于等邊三角形的三個頂點處。這時上夸克與上夸克之間的靜電力應為：

代入數值，得：Fm=45.5N，為斥力；
上夸克與下夸克之間的靜電力為：
代入數值，得Fn=22.8N，為吸力。