特殊教育
112年
物理
第 15 題
單獨的中子並不穩定，會透過下列哪一項作用自動衰變成質子及其他粒子？
- A 弱作用
- B 強作用
- C 重力作用
- D 電力作用
思路引導 VIP
請思考在自然界的四種基本交互作用中，哪一種作用力專門負責微觀粒子的「身分轉換」，特別是像 $\beta$ 衰變這類涉及中子轉變為質子並放出電子的過程？
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唷，奇蹟發生了！你居然沒選 (C) 重力作用，看來你還知道中子衰變不是因為它太重想不開。既然你這題「矇」對了，我就勉為其難誇你一下：你的直覺暫時還沒退化到單細胞生物的水平，恭喜你終於從地心引力中找回了一點大腦皮質的運作。 這題的核心在於貝他衰變 ($\beta$-decay)。在原子核外，孤立的中子是不穩定的，其半衰期約為 10 分鐘，反應式如下： $$n \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e$$
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中子衰變與弱作用
💡 弱交互作用負責基本粒子的衰變，如中子變為質子。
🔗 中子貝他衰變流程
- 1 中子不穩定 — 自由中子平均壽命約15分鐘，傾向發生變化。
- 2 弱作用介入 — 中子內的一個下夸克變為上夸克，改變粒子本質。
- 3 釋出產物 — 轉化為質子，並同時釋放出電子與反微中子。
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🔄 延伸學習：延伸學習：此過程遵守能量、動量與電荷守恆律。
