基礎物理(一)全 課本電子教案_第4章 基本交互作用_4-3-4-4

《基礎物理(一)全 課本電子教案_第4章 基本交互作用_4-3-4-4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

4-3強力與弱力4-4自然界的基本作用力

1原子核是由質子與中子聚在一個極小的區域內而成的。以U-92為例，其原子核中有92個帶正電的質子，其間應該有很強的靜電斥力，為什麼還能聚在一起呢？4-3強力與弱力

2原來，質子與質子、質子與中子、中子與中子之間有比庫侖靜電力更強的「強力」相互作用，因此它們被束縛在一起形成原子核。4-3強力與弱力「強力」也使夸克能結合在一起而形成質子與中子。質子中子

3強力的作用範圍極短，只限制在原子核大小的尺度內，當距離大於原子核的大小時，其作用可忽略；因此，我們在日常生活中無法感覺到它的作用。4-3強力與弱力10−15m

4圖片來源：http://www.ihep.ac.cn/kejiyuandi/zhishi/071129-hep/index.htm『β衰變』是原子核內一個中子衰變成一個電子、一個質子和一個反中微子，這種衰變無法以重力、電磁力或強力來解釋；這表示什麼意思？4-3強力與弱力

54-3強力與弱力圖片來源：http://www.ihep.ac.cn/kejiyuandi/zhishi/071129-hep/index.htm由於，無法以重力、電磁力或強力來解釋中子的衰變現象，因此在自然界中必還存在有另外一種交互作用，由於它的作用弱於強力，所以稱它為「弱力」。由於弱交互作用存在，中子才會衰變。

6「弱力」的作用範圍比強力的作用範圍更短，大約只有10−18m，在日常生活中當然也感覺不到它的作用。但是弱力使太陽中的核熔合反應能產生，如果沒有弱力就沒有陽光了！4-3強力與弱力

74-4例題････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････右圖以質子數Z為橫坐標，中子數N為縱坐標，將自然界中穩定的原子核（質子數Z小於83）所對應之位置標示在圖中，所構成的藍色區域稱為穩定帶。由圖中可看出，質子數Z在20以下時，中子數N大致上等於Z。但是當質子數Z在20以上時，中子增加的數目比質子增加的數目大。請以靜力平衡的觀點來解釋這個現象。4-3強力與弱力

8･･････････････････････････････････････････････････････････････解･･･････････････････････････････････････････････････････････質子與質子、質子與中子、中子與中子之間有強力，但質子與質子間也有庫侖斥力。在原子核中加入中子，僅強力增加；但在原子核中加入質子，強力雖增加，庫侖斥力也隨之增加。故原子核質子的數目愈多，須有更多的中子以使原子核達到穩定。4-3強力與弱力

9自然界的基本交互作用可分為重力、電磁力、強力與弱力等四種。4-4自然界的基本作用力物質間一切的交互影響都是由這幾種基本交互作用所綜合而成的。

104-4自然界的基本作用力來自地球的重力、天體的萬有引力；而其他物質由於質量很小，萬有引力通常很弱無法經驗到。

114-4自然界的基本作用力由於，強力、弱力的作用距離太短，在日常生活中無法經驗到。

12各種「接觸力」多是來自原子間的電磁交互作用。例如：用手推桌子的推力、地板把桌子撐住的正向力、兩接觸面間的摩擦力、使橡皮筋恢復原狀的彈簧力、氣體分子碰撞容器壁產生的力等，若從原子的觀點來看，其來源其實都是電磁力的作用。4-4自然界的基本作用力

134-4自然界的基本作用力動畫－推力與摩擦力之原子模型示意圖

144-4自然界的基本作用力電磁力的作用：電子和原子核可以組合成原子，原子和原子可以組成分子，分子和分子可以組成物體。

154-4自然界的基本作用力物體和物體接觸擠壓時，會因電磁斥力而產生向上支撐的正向力。拉緊的繩索或彈簧，會因電磁引力而產生張力或彈力。

16各種表現不同的相互作用力，經過分析都可以此四種基本力來說明，這四種力固然作用的範圍與形式不同，卻也有許多相似之處，一些物理學家正思考如何把它們統一起來呢！4-4自然界的基本作用力

17THEEND4-4自然界的基本作用力