题目

粒子物理中标准模型理论认为：中子由三个夸克组成，一个上夸克（u）、两个下夸克（d）如图中等边三角形所示。已知：下夸克带负电，电荷量为 ，e为元电荷1.6×10-19C，夸克间距离为L=0.8×10-15m，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2 ， 夸克可视为点电荷。求： （1） 上夸克所带电荷性质以及电荷量； （2） 两个下夸克间的库仑力大小； （3） 两个下夸克在上夸克处形成的场强大小。 答案： 解：因为中子不带电，且两个下夸克带负电，电荷量为 e3 ，可得，上夸克应该带正电，电荷量为 2e3 解：根据电荷间库仑力的公式，可得两个下夸克间的库仑力大小为 F库=k−e3×(−e3)L2=19ke2L2 代入数据可得 F库=40N 解：根据场强公式可得，一个下夸克在上夸克处形成的场强大小为 E1=ke3L2 又场强是矢量，故可得两个下夸克在上夸克处形成的场强大小为 E=3E1 代入数据，可得场强大小为 E=7.5×1020N/C

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