106年:放射器材(1)

重粒子中的 π介子(pi meson ),其質量約為質子( proton )的幾倍?

A273
B173
C0.15
D0.10

詳細解析

本題觀念:

本題考π介子(pi meson,pion)的質量與質子(proton)質量之比。π介子是最輕的介子,其靜止質量約為 139.6 MeV/c²,而質子靜止質量約為 938 MeV/c²,因此質量比約為 0.15。

選項分析

(A) 273 — 錯誤。273 是μ子(muon)質量與電子(electron)質量之比的近似值(mμ/me207m_\mu / m_e \approx 207,此選項為干擾值)。更重要的是,π介子比質子輕,質量比不可能大於 1。

(B) 173 — 錯誤。同樣大於 1,不符合π介子比質子輕的物理事實。

(C) 0.15 — 正確mπ±mp=139.6 MeV/c2938 MeV/c20.1490.15\frac{m_{\pi^\pm}}{m_p} = \frac{139.6 \text{ MeV}/c^2}{938 \text{ MeV}/c^2} \approx 0.149 \approx 0.15 π介子質量約為質子質量的 15%,此為最接近實際值的選項。

(D) 0.10 — 錯誤。0.10×938=93.80.10 \times 938 = 93.8 MeV/c²,低估了π介子的質量,不符合實測值 139.6 MeV/c²。

答案解析

π介子(pion,π\pi meson)有三種:π+\pi^+π\pi^-π0\pi^0

  • **帶電π介子($\p

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