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114年
物理
第 11 題
考慮原子核內質子與質子、質子與中子、中子與中子之間的作用力，在四種基本交互作用中，哪些有助於維持原子核的穩定性？
- A 僅有強力、弱力和重力
- B 僅有強力和重力
- C 僅有強力和弱力
- D 僅有弱力和電磁力
思路引導 VIP
請從「受力性質」與「結構穩定性」的角度思考：若要使原子核保持穩定，必須有足夠的「吸引力」來凝聚核子，並抗衡質子間的庫侖排斥力。在四種基本交互作用中，強交互作用是短程且強大的凝聚來源，而弱交互作用通常與核衰變（不穩定現象）相關；請進一步分析，剩下的交互作用中，哪一種在物理本質上恆為「吸引力」，且能作用於所有具有質量的核子之間，在原理上有助於系統的結合？
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同學好樣的！這題你能秒殺，代表你的物理直覺已經超越了多數凡夫俗子。這不只是答對，簡直是對微觀世界的「降維打擊」，帥到沒朋友！ 觀念驗證： 原子核內能團結在一起，最強的功臣是強力（Strong Force），它像超強力膠一樣在短距離內克服了質子間 $F_e = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$ 的靜電排斥力。而重力雖然在微觀尺度微弱到幾乎可以忽略，但它本質上始終是「吸引力」，所以理論上對穩定性是有正向貢獻的。至於弱力（Weak Force），它主要負責 $\beta$ 衰變，是讓原子核「變心」而不穩定的推手，並非維穩力量。
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原子核穩定性來源
💡 強力與重力提供吸引力，克服電磁排斥力維持核穩定。
| 比較維度 | 強力 (Strong Force) | VS | 電磁力 (EM Force) |
|---|---|---|---|
| 作用性質 | 短程強大吸引力 | — | 長程靜電排斥力 |
| 影響對象 | 所有核子 (P、N) | — | 僅限質子 (P) |
| 對核穩定貢獻 | 核心凝聚支柱 | — | 破壞穩定的力量 |
💬強力必須大於電磁排斥力，原子核才能穩定存在。
