Question

（2004?廣東）已經(jīng)證實(shí)，質(zhì)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

2

3

e，下夸克帶電為-

1

3

e，e為電子所帶電量的大小，如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，且各個(gè)夸克之間的距離都為l，l=1.5×10^-15m，試計(jì)算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力（庫(kù)侖力）

Answer 1

分析：質(zhì)子電量為+e，根據(jù)題意描述正確判斷質(zhì)子內(nèi)的夸克組成情況，然后利用庫(kù)倫定律即可求解正確結(jié)果．

解答：解：質(zhì)子帶電為+e，所以它是由2個(gè)上夸克和1個(gè)下夸克組成的．按題意，三個(gè)夸克必位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處．這時(shí)上夸克與上夸克之間的靜電力應(yīng)為：
  Fm=k

2 3 e× 2 3 e

l2

=

4

9

k

e2

l2

   ①
代入數(shù)值，得：F_m=46N，為斥力，
上夸克與下夸克之間的靜電力為：
Fnd=k

1 3 e× 2 3 e

l2

=

2

9

k

e2

l2

    ③
代入數(shù)值，得F_nd=23N，為吸力．
答：上夸克之間的斥力為F_m=46N，上夸克和下夸克之間的引力為F_nd=23N．

點(diǎn)評(píng)：本題比較簡(jiǎn)單，考察了庫(kù)倫定律的應(yīng)用，要正確理解公式中各個(gè)物理量的含義以及公式成立條件．