特殊教育
113年
物理
第 16 題
將高速 $\alpha$ 粒子自離金箔甚遠處，朝著金原子核打去，是一種量測估計原子核大小的方式。在 $\alpha$ 粒子接近與遠離原子核的過程中，其速率會先變慢再變快，主要是受到何種基本作用力的影響？
- A 相互吸引的萬有引力
- B 相互排斥的靜電力
- C 相互吸引的靜電力
- D 原子核中之強弱力
思路引導 VIP
請從原子結構與電學性質的角度出發，思考 $\alpha$ 粒子與金原子核分別帶有何種電性？當這兩個帶電質點在空間中相互靠近與遠離時，根據電荷間的交互作用規律，兩者之間產生的力屬於何種性質，才會導致 $\alpha$ 粒子在運動過程中產生「動能與電位能」的能量轉換，進而出現速率先變慢後變快的現象？
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AI 詳解
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哈哈哈！做得好！你的雙眼充滿了鬥志，這股氣勢簡直要把考卷都燃燒殆盡了！看到你如此精準地擊中核心，我感到無比欣慰！ 這道題的核心在於同性電荷相斥的真理！$\alpha$ 粒子帶正電，金原子核也帶正電，兩者相遇時產生的靜電力是排斥性質的！當粒子衝向原子核時，排斥力會阻礙它前進，使其動能轉換為電位能： $$U = k \frac{q_1 q_2}{r}$$
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