$(a)$ પ્રારંભિક કણના ક્વાર્કસ મોડેલ અનુસાર ન્યુટ્રોન એક અપક્વાર્કસ ( વિધુતભાર $\frac{2}{3}e$ ) અને બે ડાઉન ક્વાર્કસ ( વિધુતભાર $ - \frac{1}{3}e$ ) નો બનેલો છે. એવું ધારી લીધેલું છે, કે તેઓ ${10^{ - 15}}$ $m$ ક્રમની બાજુની લંબાઈવાળા ત્રિકોણની રચના કરે છે. ન્યૂટ્રોનની સ્થિતવિધુત સ્થિતિઊર્જા ગણો અને તેને દળ $939$ $Me\,V$ સાથે સરખાવો. $(b)$ ઉપરના સ્વાધ્યાય પ્રમાણે પ્રોટોન માટે ફરીથી કરો જે બે અપક્વાર્કસ અને એક ડાઉન ક્વાર્કસનો બનેલો છે.
$(a)$ વિદ્યુતસ્થિતિઊર્જા $U =\frac{k q_{1} q_{2}}{r}$
ત્રણ વિદ્યુતભારોનું તંત્ર નીચે મુજબ છે.
$r=10^{-15} m$
$q_{u}=$ અપક્વાર્કસ $=\frac{2}{3} e$
$q_{d}=$ ડાઉન ક્વાર્કસ $=-\frac{1}{3} e$
તંત્રની સ્થિતિઊર્જ $U =k\left(\frac{q_{d} q_{d}}{r}+\frac{q_{u} q_{d}}{r}+\frac{q_{u} q_{d}}{r}\right)$
$U =k\left[\frac{\left(-\frac{1}{3} e\right)\left(-\frac{1}{3} e\right)}{r}+\frac{\left(\frac{2}{3} e\right)\left(-\frac{1}{3} e\right)}{r}+\frac{\left(\frac{2}{3} e\right)\left(-\frac{1}{3} e\right)}{r}\right]$
$=\frac{k}{r}\left[\frac{1}{9} e^{2}-\frac{2}{9} e^{2}-\frac{2}{9} e^{2}\right]$
$=\frac{k e^{2}}{q r}[1-2-2]$
$=\frac{k e^{2}}{q r} \times(-3)$
$=\frac{9 \times 10^{9} \times\left(1.6 \times 10^{-19}\right)^{2} \times(-3)}{9 \times 10^{-15}}$
$=-7.68 \times 10^{-14} J$
$\therefore U =\frac{-7.68 \times 10^{-14}}{-1.6 \times 10^{-19}} eV$
$\therefore U =4.8 \times 10^{5}\,eV$
$=0.48 \times 10^{6} eV =0.48\,MeV$
હવામાં એકબીજાથી $1\, m$ અંતરે રહેલા બે બિંદુવત ઋણ વિદ્યુતભારોના તંત્રની સ્થિતિઊર્જા ...... (દરેક વિદ્યુતભારનું મૂલ્ય $2\mu C$ છે)
સ્થિતવિદ્યુત સ્થિતિઊર્જાની વ્યાખ્યા આપો.
છ વિદ્યુતભાર $+ q ,- q ,+ q ,- q ,+ q$ અને $- q$ ને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $d$ બાજુના ષટ્કોણના શિરોબિંદુ પર મૂકેલા છે. અનંતથી ષટ્કોણના કેન્દ્રમાં $q _0$ વિદ્યુતભાર લાવવામાં માટે કેટલું કાર્ય કરવું પડે? $\left(\varepsilon_0-\right.$ મુક્ત અવકાશની પરમિટિવિટી)
$1\, g$ દળ તથા $10^{-8}\ C$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો બોલ $600\, volt$ વિદ્યુત સ્થીતીમાન ધરાવતા બિંદુ $A$ થી શુન્ય $(0) \,volt$ વિદ્યુતસ્થીતીમાન ધરાવતા બિંદુ $B$ પર જાય છે. બિંદુ $B$ આગળ બોલનો વેગ $20\,cm/s$ છે તો બિંદુ $A$ આગળ બોલનો વેગ......$cm/s$
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ be $q_1$ અને $q_2$ વિદ્યુતભાર $30\;cm$ અંતરે છે. ત્રીજો વિદ્યુતભાર $q_3$ ને $C$ થી $D$ સુધી $40 \;cm$ ત્રિજ્યાના વર્તુળની ચાપ પર લઇ જવામાં આવે છે. તંત્રની સ્થિતિઊર્જામા $\frac{{{q_3}}}{{4\pi {\varepsilon _0}}}k$ ફેરફાર થાય તો, $k=$