云南師范大學原子物理學期末試卷C卷及答案

1、云南師范大學20112012學年下學期統(tǒng)一考試 原 子 物 理 學 試卷學院 物電學院 專業(yè) 年級 2010級 學號 姓名 考試方式：閉卷 考試時量：120分鐘 試卷編號：C卷題號一二三四總分評卷人得分評卷人一、簡答題（共2小題，每題3分，共6分）1教材中哪些實驗和現(xiàn)象說明了電子具有自旋運動且自旋量子數(shù)為1/2 ？（至少舉三個例子。）2、 什么是原子核的結合能和平均結合能？得分評卷人二、填空題（將正確答案填在空格內，共10空，每空1分，共10分）1.夫蘭克-赫茲實驗證實了 ；史特恩-蓋拉赫實驗在歷史上首次證實了 。2鋁原子基態(tài)是2P1/2，則它的軌道角動量是 ，自旋角動量是 。（用h/2來表示

2、）3釩原子的基態(tài)是4F3/2，該原子態(tài)能級在均勻磁場中將分裂為 層。4按照泡利不相容原理，在同一原子中，3d次殼層最多可填 個電子，主量子數(shù)n3的電子最多可以有 個。5原子核反應過程中守恒的量有：電荷數(shù)、 、 、 、線動量和角動量等。得分評卷人三、選擇題（將正確答案的序號填在括號內，共6小題，每題3分，共18分）1. 原子核式結構模型的提出是根據(jù)粒子散射 【 】A.絕大多數(shù)散射角近； B.粒子只偏；C.以小角散射為主，也存在大角散射； D.以大角散射為主，也存在小角散射。2. 氫原子可觀測到的全部線光譜應理解為： 【 】A.處于某一狀態(tài)的一個原子所產生的； B.處于不同狀態(tài)的足夠多的原子所產生

3、的； C. 處于相同狀態(tài)的少數(shù)原子所產生的；D.處于不同狀態(tài)的少數(shù)原子所產生的。3. 氫原子基態(tài)的電離電勢和第一激發(fā)電勢分別是： 【 】A. 13.6V 和 10.2V ； B. -13.6V和-10.2V； C. 13.6V 和 3.4V ； D. -13.6V 和 -3.4V 。4. 可以基本決定所有原子核性質的兩個量是： 【 】A 核的質量和大小； B.核自旋和磁矩； C.原子量和電荷； D.質量數(shù)和電荷數(shù)。5、原子核可近似看成一個球形，其半徑R可用下述公式來描述： 【 】A.Rr0A1/3 B. Rr0A2/3 C. R D.R=6. 放射性原子核衰變的基本規(guī)律是,式中N代表的物理意義

4、是：【 】 A. t時刻衰變掉的核數(shù)； B. t=0時刻的核數(shù)；C. t時刻尚未衰變的核數(shù)； D. t時刻子核的數(shù)目。得分評卷人四、計算題（共6小題，共66分。要求寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟。只寫出最后答案，而未寫出主要演算過程的，不能得分。）得分1（10分） 用巴爾末公式計算氫原子光譜巴爾末系中最短波長的譜線波長。得分2（12分）已知Li原子光譜主線系最長波長為670.7nm，輔線系系限波長為351.9nm， 試求Li原子的第一激發(fā)電勢和基態(tài)的電離電勢。得分3（12分） 在施特恩-蓋拉赫實驗中（如下圖），不均勻橫向磁場梯度為，磁極的縱向范圍，磁極中心到屏的距離，使用的原子束

5、是處于基態(tài)的釩原子，原子的動能。試求屏上線束邊沿成分之間的距離。（）得分4（12分）鈹原子基態(tài)的電子組態(tài)是2s2s，若其中有一個電子被激發(fā)到3s態(tài)。試求出與躍遷有關的電子組態(tài)及在L-S耦合下各電子組態(tài)組成的原子態(tài)。寫出有關的原子態(tài)符號。從形成的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷各有幾種光譜躍遷？畫出相應的能級躍遷圖。得分5（10分）某一X射線管發(fā)出的連續(xù)X光譜的最短波長為0.062nm，試問它的工作電壓是多少？得分6.（10分）試求的反應能。這個核反應是放能反應還是吸能反應？有關核素的質量如下：1.007825u；：4.002603u；：7.015999u。（1u931.5MeV/c2）云 南 師 范 大 學

6、 課 程 考 試試 卷 參 考 答 案 及 評 分 標 準課程名稱：原 子 物 理 學 考試班級： 10物理 試卷編號： C卷 命題教師簽名： 徐曉梅 2012 年 6 月 11 日一、簡答題（每題3分，共6分）1.答:史特恩蓋拉赫實驗堿金屬原子光譜的精細結構塞曼效應 （3分）2.答: 核子結成原子核時會，質量會減少一部分，以能量的形式釋放出來，稱為結合能。比結合能即平均每核子釋放的結合能。（3分）二、填空題（將正確答案填在空格內，每空1分，共10分）1 原子能級存在 ； 原子空間取向量子化 2， 3 4 4 10,185總質量 、總能量 、 核子數(shù) 三、選擇題（將正確答案的序號填在括號內，每

7、題3分，共18分）1.C 2.B 3.A 4.D 5.A 6.C 四、計算題（共6小題，共66分。要求寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟。只寫出最后答案，而未寫出主要演算過程的，不能得分。）1（10分） 解：氫原子光譜巴爾末系 （5分） 氫原子光譜巴爾末系中最短的波長記為 （5分） 2（12分） 1、解： （2分） （3分） （3分） （2分） 所以，Li的第一激發(fā)電勢為1.85V，電離電勢為5.37V。 （2分）3（12分） 解：在施特恩-蓋拉赫實驗中，原子束在屏上偏離中心的距離為可用下式表示： （3分）對于原子態(tài)，故 （3分） （2分）對于屏上邊緣的線束，取，因此屏上兩邊緣線束之間的距離為： （4分）4（12分） 解：（1）那電子被激發(fā)到3s態(tài) 1s1s2s2s: 21S01s1s2s2p: 21P1 ， 23P0,1,21s1s2s3s: 31S0 ， 33S1 （7分） 能級、能級躍遷圖： （5分）31S0 33S1 21P1 23P0,1,221S05(10分)解： （6分） （2分）