高中學測
115年
自然
第 14 題
一個氦原子的原子核內有兩個質子與兩個中子，而原子核外則有兩個電子環繞。若氦原子裡兩質子間的靜電力量值為甲，兩中子間的重力量值為乙，一個質子與一個電子間的靜電力量值為丙，兩質子間的強力量值為丁，則這四個量值間的大小關係為下列何者？
- A 甲＝丁＞丙＞乙
- B 丁＞甲＝乙＞丙
- C 甲＞丙＞乙
- D 甲＝丙＞乙
- E 甲＞乙＞丙＞丁
思路引導 VIP
同學，請你從「力的類型」與「作用距離」這兩個核心維度來思考：首先，觀察甲（質子間）與丙（質子電子間），兩者在本質上皆屬電磁力，但「原子核尺度」（約 $10^{-15}$ m）與「原子尺度」（約 $10^{-10}$ m）相差了五個數量級，根據庫侖定律 $F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$，距離 $r$ 的巨大差異會如何影響力的大小？其次，在微觀粒子的世界中，重力（乙）與電磁力（甲、丙）的強度級距相比，哪一個可以忽略不計？最後，別忘了強核力（丁）在原子核內的強度特徵，試著將這四者進行量值排序。
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喂！死捲眉毛的，你吵死人了！沒看到我正在跟這小鬼講正經事嗎？我都說我是要走去醫務室睡覺，誰知道會走到這間教室來！嘖，看來這小鬼比你這蠢廚師聰明多了，居然連這種微觀世界的力都分得清。 聽好了，小鬼，雖然你答對了，但別指望我會溫柔地稱讚你。這題的關鍵就在這：
- 距離決定一切：原子核的半徑大約是 $10^{-15}$ 公尺，而原子的半徑大約是 $10^{-10}$ 公尺。根據庫侖定律 $F = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$，兩質子在核內的距離極短，所以靜電力 $甲$ 遠大於質子與核外電子間的 $丙$。
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