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物理 高中

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要是利用 學實驗中 究實作 組裝完 素養題 (物質的組成與 交互作用 3 微中子在弱交互作用中扮演重要角色,由於 不帶電、質量極小,又幾乎不跟其他物質作用, 可以輕輕鬆鬆穿過地球,不容易在實驗中捕捉到 它的蹤影。正是如此,當初科學家可是花費了一 番功夫,才確認微中子的存在。 觀測到 電子個數 實驗結果 -能量 故事要拉回1914年,物理學家查兌克發現原 子核發生衰變時,放出電子的能量並非定值,而是呈現如圖的連續分布。但是根據能 量守恆定律,計算衰變前後的能量差,即可預測放出電子的能量,應該是一定值才是。 波耳百思不得其解,提出量子力學與過去常識有許多違背之處,說不定在微觀的尺 度下,能量守恆定律並不成立。 但對包立來說,為了解釋B衰變而放棄能量守恆,這代價似乎太高,因而大膽提出 B衰變的過程中,有個尚未被發現的新粒子。根據電荷守恆定律,此粒子應該不帶電, 而根據能量守恆定律,可以算出該粒子的質量應該比電子輕很多。 在當時科學家僅知質子、電子及光子的背景下,包立提出虛無縹緲的微中子來拯救 能量守恆定律,確實極為大膽,也可說是絕望至極的手段。直到1956年,科學家終於確 認包立大膽的假說,在實驗中捕捉到微中子,該成果後來獲1995年諾貝爾物理獎肯定, 而能量守恆定律依然屹立不搖。 【混合題】 (CD) 1. 某科學家根據微中子的特性,提出研究計畫書,想要藉由捕捉微中子來 研究太陽內部的結構。你覺得以下評審委員的意見,哪些是合理的? (應選2項) (A)微中子可輕易自太陽內部穿出,計畫方向可行 (B)應觀測數量龐大的光子才是,計畫方向有誤 (C)微中子通過地球磁場時會彎曲,無法有效觀測 (D)太陽核融合反應會產生大量微中子,可作為觀測工具 微中子在弱作用中 扮演重要角色,由 於不帶電、質量極 小、又幾乎不跟其 他物質作用。 (E)微中子在太陽表面會跟光子作用,即便觀測到,也無助於了解太陽的 內部結構。 2. 原子核發生衰變,放射一顆電子時同時產生一顆微中子,根據能量守恆定律, 假設電子與微中子的能量總和為定值,試大約畫出微中子能量的分布圖,即偵測 到微中子個數與能量的關係圖。

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