原子物理學(xué)試題匯編

1、部分高校原子物理學(xué)試題匯編試 卷 A (聊 師 一、選擇題1. 分別用1MeV 的質(zhì)子和氘核(所帶電荷與質(zhì)子相同,但質(zhì)量是質(zhì)子的兩倍射向金 箔,它們與金箔原子核可能達(dá)到的最小距離之比為:A .1/4;B .1/2; C . 1; D . 2.2. 處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍適時,可能發(fā)出的譜總數(shù)為:A.4; B.6; C.10; D.12.3. 根據(jù)玻爾-索末菲理論, n=4時氫原子最扁橢圓軌道半長軸與半短軸之比為: A.1; B.2; C.3; D.4.4. f 電子的總角動量量子數(shù) j 可能取值為:A.1/2, 3/2; B.3/2, 5/2; C.5/2, 7/2; D.7/2, 9/

2、2.5. 碳原子(C , Z =6的基態(tài)譜項為A. 3P O ; B. 3P 2; C. 3S 1; D. 1S O .6. 測定原子核電荷數(shù) Z 的較精確的方法是利用A.粒子散射實驗 ; B. x射線標(biāo)識譜的莫塞萊定律 ;C. 史特恩-蓋拉赫實驗; D. 磁譜儀 .7. 要使氫原子核發(fā)生熱核反應(yīng),所需溫度的數(shù)量級至少應(yīng)為(K A.107; B.105; C.1011; D.1015.8. 下面哪個粒子最容易穿過厚層物質(zhì)?A. 中子; B. 中微子; C. 光子; D.粒子9. 在(1 粒子散射實驗, (2弗蘭克-赫茲實驗, (3史特恩-蓋拉實驗, (4反常 塞曼效應(yīng)中,證實電子存在自旋的有:

3、A. (1 , (2 ; B. (3 , (4 ; C. (2 , (4 ; D. (1 , (3 .10. 論述甲:由于堿金屬原子中,價電子與原子實相互作用,使得堿金屬原子的能級對 角量子數(shù) l 的簡并消除 . 論述乙:原子中電子總角動量與原子核磁矩的相互作用,導(dǎo)致原子 光譜精細(xì)結(jié)構(gòu) . 下面判斷正確的是:A. 論述甲正確,論述乙錯誤 ;B. 論述甲錯誤,論述乙正確 ;C. 論述甲,乙都正確,二者無聯(lián)系;D. 論述甲,乙都正確,二者有聯(lián)系 .二、填充題(每空 2分,共 20分1.氫原子賴曼系和普芳德系的第一條譜線波長之比為( .2.兩次電離的鋰原子的基態(tài)電離能是三次電離的鈹離子的基態(tài)電離能的

4、(倍 .3.被電壓 100伏加速的電子的德布羅意波長為(埃 .4.鈉 D 1線是由躍遷(產(chǎn)生的 .5.工作電壓為 50kV 的 X 光機發(fā)出的 X 射線的連續(xù)譜最短波長為(埃 .6.處于 4D 3/2態(tài)的原子的朗德因子 g 等于( .7.雙原子分子固有振動頻率為 f ,則其振動能級間隔為( .8. Co 原子基態(tài)譜項為 4F 9/2,測得 Co 原子基態(tài)中包含 8個超精細(xì)結(jié)構(gòu)成分,則 Co 核自旋 I=( .9.母核 A Z X 衰變?yōu)樽雍?Y 的電子俘獲過程表示( 。10.按相互作用分類, 粒子屬于( 類 .三、問答題(共 10分1. (4分玻爾氫原子理論的定態(tài)假設(shè) .2. (3分何謂莫塞萊

5、定律?3. (3分原子核反應(yīng)的三階段描述 .四、計算題(50分1. (10分一個光子電離處于基態(tài)的氫原子,被電離的電子重新和質(zhì)子結(jié)合成處于第一激 發(fā)態(tài)的氫原子,同時放出波長為 626埃的光子 . 求原入射光子的能量和自由電子動能 .2. (10分鈉原子 3S 和 3P 譜項的量子虧損分別為 1.373和 0.883. 試確定鈉原子的電離能 和第一激發(fā)電勢 . (R=109735cm-13. (10分試討論鈉原子漫線系的一條譜線(2D 3/2 2P 1/2在弱磁場中的塞曼分裂,作出能 級分裂躍遷圖 .4. (10分 2211Na 的半衰期為 2.6年 . 試求 :(1平均壽命和衰變常數(shù) ;(25

6、mg2211Na 減少到 1mg需要多長時間 ?(ln10=2.303,ln2=0.6935. (10分 試計算中子與 O 178核發(fā)生 (n,2n反應(yīng)的反應(yīng)能和閾能 .(M(O 178=16.999130u,M(O 168=15.994915u,M(O 158=15.003071u,mn =1.008665u試 卷 B (聊 師 1. 粒子以速率 V 0對心碰撞電荷數(shù)為 Z 的原子核, 粒子所能達(dá)到的離核的最小距離等于多 少?2.根據(jù)玻爾 索末菲理論,氫原子的主量子數(shù) n=3時,電子可能有幾種不同形狀的軌道, 它們相應(yīng)的軌道角動量,能量是否相等?3. 單電子原子關(guān)于 l , j 的電偶極躍遷

7、定則是什么?4.基態(tài)為 4F 3/2的釩原子,通過不均勻橫向磁場將分裂為幾束?基態(tài)釩原子的有效磁矩 J 等 于多少玻爾磁子 B ?5.試求出磷(P,Z=15 . 氯 (Cl,Z=17原子基態(tài)電子組態(tài)和基態(tài)譜項 .6. d 電子與 s 電子間為 LS 耦合,試求出可能合成的總軌道角動量 L P 大小 .二、 1.假定 1H 36Cl 分子的轉(zhuǎn)動常數(shù) B=10.7cm-1,試計算最低的兩個轉(zhuǎn)動能級的能量 (hc=12400eV0A 2.已知 59Co 的原子基態(tài)光譜項(僅與核外電子有關(guān)為 4F 9/2,原子譜項的超精細(xì)結(jié)構(gòu)分裂 為 8個成分。試確定 59Co 核的自旋 I P 的大小 . 3.維持

8、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是什么?4.強子的夸克模型認(rèn)為中子和介子是如何組成的?三.一個動能為 3.0eV 的電子被氦核所俘獲,并發(fā)出波長為 2400埃的光子 . 試問該電子被 俘獲到氦離子 He +的哪個能級?試求 He +離子由該能級躍遷到 n=2的能級發(fā)出光子的波長 . 四、 1. 39Ca 可發(fā)生 +衰變,試求出所放出的 +粒子的最大動能 .(M Ca =38.970711u,M 核 =38。 963709u, M e c 2=0.511MeV2.用動能為的粒子轟擊,觀察到在方向上有動能為的質(zhì)子出射 . 試寫出核反應(yīng)方程式,并 確定該反應(yīng)的反應(yīng)能 .3. He 原子單一態(tài) 1s3d 1D 21s2

9、p 1P 1躍遷產(chǎn)生的譜線波長為 6678.1埃 . 在 B=1.2T的磁場中發(fā)生塞曼效應(yīng) . 試問:(1在垂直于 B 的方向觀察時有幾條譜線?波長各為多少? (2迎著 B的方向觀察時有幾條譜線?波長各為多少?(hc=12400 eV0A , B =5.7910 15eV T -1 試 卷 C (山 師下列數(shù)據(jù)供答題時使用: 組合數(shù)024e =1.44MeVfm , hc=12400 eV0A R hc=13.6ev , 78Li 原子質(zhì)量 m Li =7.016005u 74Be 原子質(zhì)量 m 7Be =7.016930u , H 原子質(zhì)量 m H =1007825u, 中子質(zhì)量 m n =

10、1.008665u, 1u=931.5MeV/c2一、根據(jù)基本粒子所參與的相互作用,可將基本粒子分為哪幾類?二、試問 4.0MeV 的 粒子與金核(Z=79對心碰撞時的最小距離是多少 ?三、試計算原子處于 2 D3/2態(tài)的總磁矩 J (以玻爾磁子 B 為單位 .四、試確定填滿 n=2殼層的原子中,下列量子數(shù)相間的電子數(shù):(1 m s =1/2; (2 l m =-1.五、 HCl 分子的遠(yuǎn)紅外吸收光譜中, 觀測到多條吸收譜線。 這些譜線的波數(shù)間隔近似, 其平均值為 20.68cm -1, 試求該分子第一激發(fā)轉(zhuǎn)動態(tài)與轉(zhuǎn)動基態(tài)間的能量差。六、已知 5927Co 的原子基態(tài)光譜項 (僅與核外電子有關(guān)

11、 為 4F 1/2原子譜項的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為 8個成分 . 59C o 核的自旋 I七、已知 22688Ra 、 22288Ra 和 48He 的質(zhì)量分別為 226.025436u 、 222.017608u 和 4.002603u 。試計算 226Ra 放出的 粒子動能。八、試求 73Li(p,n 7Be 的反應(yīng)能和閾能。九、實驗發(fā)現(xiàn),基態(tài)氫原子可吸收能量為 12.7eV 的光子 . (1試問氫原子吸收光子后將被激發(fā)到哪個能態(tài)?(2在能級圖上標(biāo)出受激發(fā)的氫原子向較低能級躍遷時可能發(fā)出幾 條光譜線? (3算出這幾條光譜線中波長最短的一條的波長 .中科院上海光機所(1999原子物理與量子力學(xué)試題(原

12、子物理部分 85分1. (15分計算下列粒子的德布羅意波長:(1 10MeV 的光子; (2動能為 10MeV 的 電子; (3 動能為 10MeV 的中子(中子的靜止能量為 940MeV .2. (15分 (1試寫出氖原子基態(tài)的電子組態(tài),給出基態(tài)量子數(shù):總角動量子數(shù) J 、軌 道量子數(shù) L 、自旋量子數(shù) S. (2給出氖原子的最低一組激發(fā)態(tài)的電子組態(tài)及相應(yīng)狀態(tài)的量 子數(shù):L 、 S 、 J.3. (15分對于氫原子、 Li +,認(rèn)為原子核是不動的,是根據(jù)玻爾模型計算:(1前兩 個玻爾軌道的半徑及電子在這些軌道上的速度; (2電子在基態(tài)的動能和它的結(jié)合能; (3 發(fā)電勢及共振線(第一激發(fā)態(tài)與基

13、態(tài)間的躍遷輻射 .4. (10分已知氫原子的巴爾末系及 He +的畢克林系的線系限波數(shù)分別為:2741940m -1和 2743059m -1,求電子與質(zhì)子的質(zhì)量之比 .5. (15分計算下列各原子核的半徑:U , Ag , He 238921074742,設(shè) fm 45. 10=r .6. (15分舉例說明原子物理在科技中的作用 .臨沂師范學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題(A 卷一、論述題 25分,每小題 5分1.夫朗克赫茲實驗的原理和結(jié)論。2.泡利不相容原理。3. X 射線標(biāo)識譜是如何產(chǎn)生的?4.什么是原子核的放射性衰變?舉例說明之。5.為什么原子核的裂變和聚變能放出巨大能量?二、 (20

14、分寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價電子被激發(fā)到 4s 態(tài),問向基態(tài) 躍遷時可能會發(fā)出幾條光譜線?試畫出能級躍遷圖,并說明之。三、 (15分對于電子組態(tài) 3p4d ,在 LS 耦合時, (1寫出所有可能的光譜項符號; (2若 置于磁場中,這一電子組態(tài)一共分裂出多少個能級?(3這些能級之間有多少可能的偶極 輻射躍遷?四、 (20分鎘原子在 1D 2 1P 1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為 6438埃。當(dāng)鎘原子置于強度為 2T 的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng),試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長 差,并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、 (1 (10分用中子打擊 F 199產(chǎn)生 O 9,并放出一個

15、新粒子,寫出核反應(yīng)方程式;在實 驗室坐標(biāo)系中,這種核反應(yīng)發(fā)生時中子必須有的最小的能量是 4.1MeV ,試求反應(yīng)能 Q 值 (n 10:1.008665u , F 199:18.998405 u 。(2 (10分已知 U 235的核子的平均結(jié)合能為 7.572 MeV, Sn 117及 Sn 118的核子的平均結(jié)合能為 8.6MeV ,求 U 235裂變?yōu)閮蓚€ Sn 核時放出多少能量?平均一個核子釋放多少能量?臨沂師范學(xué)院物理系 原子物理學(xué)期末考試試題(A 卷標(biāo)準(zhǔn)答案和評分標(biāo)準(zhǔn)一、論述題 25分,每小題 5分1. 原理:加速電子與處于基態(tài)的汞原子發(fā)生碰撞非彈性碰撞, 使汞原子吸收電子轉(zhuǎn)移的4.

16、9eV 的能量躍遷到第一激發(fā)態(tài)。處第一激發(fā)態(tài)的汞原子返回基態(tài)時,發(fā)射 2500埃的紫外 光。 (3分結(jié)論:證明汞原子能量是量子化的,即證明玻爾理論是正確的。 (2分2.在費密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費密子處于同一個量子態(tài)。 (5分3.內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識譜。 (5分4.原子核自發(fā)地的發(fā)射 射線的現(xiàn)象稱放射性衰變, (4分例子(略 (1分5.因為中等質(zhì)量數(shù)的原子核的核子的平均結(jié)合能約為 8.6MeV 大于輕核或重核的核子的 平均結(jié)合能,故輕核聚變及重核裂變時能放出巨大能量。 (5分二、 (20分 (1鈉原子基態(tài)的電子組態(tài) 1s 22s 22p 63s ;原子基態(tài)為 2S 1/2。

17、(5分(2價電子被激發(fā)到 4s 態(tài)向基態(tài)躍遷時可發(fā)出 4條譜線。 (6分(3依據(jù)躍遷選擇定則 10, j 1, ±=±=l (3分能級躍遷圖為 (6分 三、 (15分 (1可能的原子態(tài)為1P 1, 1D 2, 1F 3; 3P 2, 1, 0, 3D 3, 2, 1, 3F 4, 3, 2。 (7分(2一共條 60條能級。 (5分(3同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)之間沒有電偶極輻射躍遷。 (3分四、 (20分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng),相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個洛侖茲 單位 B 6. 4612= (5分 則得 0A 39. 0= (5分和 0000A 6438.39A 6

18、437A 6437.6=, =, =+- (5分 能級躍遷圖為 ( 5分 五、 (1 (10分 H O F n 1119819910+ (5分 MeV 89. 3100min-=+-=M M M E Q (5分(2 (10分一個 U 235共釋放 241.6MeV 能量。 (5分 平均一個核子釋放 1.036MeV 能量。 (5分臨 沂師范學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題(B 卷一、論述題 25分,每小題 5分1.玻爾理論的成功之處和局限性。 2.波函數(shù)及其物理意義。 3.泡利不相容原理。4. X 射線標(biāo)識譜是如何產(chǎn)生的?5.什么是原子核的放射性衰變?舉例說明之。 二、 (20分當(dāng)處于基態(tài)的氫

19、原子被 12.3eV 光子激發(fā)后,被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生幾條譜 線?求出相應(yīng)譜線的頻率(用玻爾理論,不考慮電子自旋 三、 (15分釔原子基態(tài)為 2D ,用這種原子進(jìn)行史特恩蓋拉赫實驗時,原子束分裂為 4束,求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場方向上的投影(結(jié)果用玻爾磁子表示 四、 (20分鎘原子在 1D 2 1P 1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為 6438埃。當(dāng)鎘原子置于強度為 2T 的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng),試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長 差,并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、 (1 (10分為進(jìn)行 H O F n 1119819910+的核反應(yīng),在驗室坐標(biāo)系中,這種核反應(yīng)發(fā)生 時中子必須有

20、的最小的能量是 4.1MeV , 試求反應(yīng)能 Q 值 (n 10:1.008665u , F 199:18.998405u 。 (2 (10分已知U 235的核子的平均結(jié)合能為 7.572 MeV , Sn 117及 Sn 118的核子的平 均結(jié)合能為 8.6MeV ,求U 235裂變?yōu)閮蓚€ Sn 核放出的能量及平均一個核子釋放多少能量?臨沂師范學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題(B 卷標(biāo)準(zhǔn)答案和評分標(biāo)準(zhǔn)一、論述題 25分,每小題 5分1.玻爾理論成功之處:定態(tài)的概念,能量量子化,輻射頻率法則,氫原子光譜五個線 系的形成,為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。 (3分局限性:沒有脫離經(jīng)典物理的框架, 量子

21、化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明, 不能解釋 氫原子光譜的強度、寬度等,無法全面地描述原子現(xiàn)象。 (2分2.微觀粒子狀態(tài)用波函數(shù) (t r ,描寫,一般情況下波函數(shù)是復(fù)數(shù)。 (2分波函數(shù)模的平方 (2, t r表示 t 時刻在 dz z z dy y y dx x x +, , 區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。 (3分3.在費密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費密子處于同一個量子態(tài)。 (5分 4.內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識譜。 (5分5.原子核自發(fā)地的發(fā)射 、 、 射線的現(xiàn)象稱放射性衰變, (4分例子(略 (1分二、 (20分基態(tài)的氫原子被 12.3eV 光子激發(fā)后,躍遷到 3=n 的能級。 (5

22、分 被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生 3條譜線,相應(yīng)譜線的頻率分別是Hz 10Hz, 10918. 215152151=。 (15分 三、 (15分 (1基態(tài) 2D 的釔原子束在外磁場中分裂為 412=+j 束,由此得 23=j ,由 2D 得 21, 2=S L ,求得 53=g 。 (5分 (2 B J e J P m e g1032=。 (5分 (3 B e J Jz e Jz m e gM P m e g-=109, 103, 103, 10922 。 (5分 四、 (20分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng),相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個洛侖茲單位 B 6. 4612= (5分 ;則得 0A 39

23、. 0=(5分和 0000A 6438.39A 6437A 6437.6=, =, =+- (5分 能級躍遷圖為 ( 5分 五、 (1 (10分 H O F n 1119819910+MeV 89. 3100min-=+-=M M M E Q (10分(2 (10分一個U 235共釋放 241.6MeV 能量。 (5分平均一個核子釋放 1.036MeV 能量。 (5分原子物理學(xué)試題(A 卷一、選擇題(每小題 3分,共 30分1.在同一 粒子源和散射靶的條件下觀察到 粒子被散射在 90°和 60°角方向上單 位立體角內(nèi)的粒子數(shù)之比為:A . 4:1 B. 2:2 C.1:4

24、D.1:82.欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出 H 線,則至少需提供多少能量(eV ?3.已知鋰原子光譜主線系最長波長為 6707埃,輔線系線系限波長為 3519埃,則 Li 原子的電離電勢為:A. 1s1s3S 1 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 B .1s2p3P 2 1s2p 1D 1C. 1s2p3P 2 2s2p 3P 2 D.1s1s 3S 1 2s2p 3P 2 1s2p 1D 1 5.原子在 6G 3/2狀態(tài) , 其有效磁矩為:A .B 3; B. 0; C. B 2; D. B 2- 6.氖原子的電子組態(tài)為 1s 22s 22p 6, 根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為: A

25、 . 1P 1; B . 3S 1; C . 1S 0; D . 3P 0 . 7.原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是:A . 原子外層電子被激發(fā);B . 原子外層電子被電離;C . 原子內(nèi)層電子被移走;D . 原子中電子自旋軌道作用很強。8.設(shè)原子的兩個價電子是 p 電子和 d 電子 , 在L-S耦合下可能的原子態(tài)有: A.4個 ; B.9個 ; C.12個 ; D.15個。 9.發(fā)生 +衰變的條件是A. M (A,Z>M (A,Z-1 +m e ; B. M (A,Z>M (A,Z+1 +2m e ; C. M (A,Z>M (A,Z-1; D. M (A,Z>M (A

26、,Z-1 +2m e10.既參與強相互作用,又參與電磁相互作用和弱相互作用的粒子只有: A. 強子 ; B. 重子和規(guī)范粒子 ; C. 介子和輕子 ; D. 介子和規(guī)范粒子 二、填空題(每題 4分,共 20分1.原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù) 粒子散射實驗中 粒子的 _。 2.夫赫實驗的結(jié)果表明 _。 3.如果原子處于 2P 1/2態(tài) , 它的朗德因子 g 值為 _。 4. 8536Kr 樣品的原子核數(shù) N 0在 18年中衰變到原來數(shù)目的 1/3, 再過 18年后幸存的原子 核數(shù)為 _。5.碳原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)分別是 _。 三、 (10分用簡要的語言敘述玻爾理論,并根據(jù)你的敘述導(dǎo)出氫原子

27、基態(tài)能量表達(dá)式。 四、 (15分已知:35. 1=s , 86. 0=p , 01. 0=d , 求鈉原子的電離電勢 .若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu),則鈉原子自 D 3態(tài)向低能級躍遷時,可產(chǎn)生幾條譜線?是哪兩個能級間的躍遷?各對應(yīng)哪個線系的譜線?若考慮精細(xì)結(jié)構(gòu),則如何?五、 (10分解釋 Cd 的 6438埃的紅光 (1D 21P 1 在外磁場中的正常塞曼效應(yīng),并畫出相應(yīng) 的能級圖。 六、 (8分氦原子有兩個價電子 , 基態(tài)電子組態(tài)為 1s1s 若其中一個電子被激發(fā)到 2p 態(tài) , 由此 形成的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時有多少種可能的光譜躍遷?畫出能級躍遷圖 . 七、 (7分用 粒子轟擊 147N 原子核,生成

28、 178O 原子核。試計算核反應(yīng)能和閾能。已知:11H :1.007825u, 42He :4.002603u, 147N :14.003074u , 178O :16.999133。原子物理學(xué)試題(A 卷標(biāo)準(zhǔn)答案和評分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題(每小題 3分,共 30分 CBACBCCCDA二、填空題(每題 4分,共 20分1.大角散射 2.原子能量量子化 3. 2/3 4. N 0/9 5. 1s 22s 22p 2 3P 0 三、 (10分玻爾假設(shè):定態(tài)假設(shè)、頻率條件、軌道角動量量子化假設(shè) 5分氫原子基態(tài)的能量 24201241 e m E e -=5分 四、 (15分已知:35. 1=s , 86

29、. 0=p , 01. 0=d , 鈉原子的電離電勢V 14. 532-=eRhcU s 5分若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu), 則鈉原子自 D 3態(tài)向低能級躍遷時躍遷選擇定則 1, ±=l 可發(fā)出3條譜線,其中主線系一條:P S 33-=;銳線系一條:S P 43-=;漫線系一條:D P 33-=,能級躍遷圖如下。 5分 考慮精細(xì)結(jié)構(gòu),則鈉原子自 D 3態(tài)向低能級躍遷時可發(fā)出 7條譜線。 5分依據(jù)躍遷選擇定則 10, j 1, ±=±=l ,能級躍遷圖如下。 不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu) 2五、 (10分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng),相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個洛侖茲單位 B 6. 46

30、12= ,則得 0A 39. 0= (5分和 0000A 6438.39A 6437A 6437.6=, =, =+-能級躍遷圖為 ( 5分 六、 (8分氦原子有兩個價電子 , 基態(tài)電子組態(tài)為 1s1s 若其中一個電子被激發(fā)到 2p 態(tài) , 由此 形成的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時有 3種可能的光譜躍遷。 依據(jù)躍遷選擇定則 10, J 1, , 0±=±=L S 能級躍遷圖如下。 5分七、 (7分用 粒子轟擊 147N 原子核,生成 178O 原子核。 147N +42He p + 178O 已知:11H :1.007825u, 42He :4.002603u, 147N :14.

31、003074u , 178O :16.999133。 核反應(yīng)能 4分(MeV18. 1001281. 0 006958. 18005677. 18222-=-=+-+=c c c M M M M Q O H N 核反應(yīng)閾能 MeV 53. 11441418. 1+-=N N M M M QE 閾 3分 原子物理學(xué)試題(B 卷一、選擇題(每小題 3分,共 30分1.原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù) 粒子散射實驗中A. 絕大多數(shù) 粒子散射角接近 180B. 粒子只偏 231S 01S O3.基于德布羅意假設(shè)得出的公式 26. 12= Å的適用條件是:A. 自由電子,非相對論近似 B.一切實物

32、粒子,非相對論近似C. 被電場束縛的電子,相對論結(jié)果 D.帶電的任何粒子,非相對論近似4.氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)(不考慮藍(lán)姆移動是由于:A. 自旋-軌道耦合B. 相對論修正和原子實極化、軌道貫穿C. 自旋-軌道耦合和相對論修正D. 原子實極化、軌道貫穿、自旋-軌道耦合和相對論修正5.設(shè)原子的兩個價電子是 p 電子和 d 電子 , 在L-S耦合下可能的原子態(tài)有:A.4個 B.9個 C.12個 D.15個6.某原子處于 4D 1/2態(tài) , 若將其放于弱磁場中 , 則能級分裂為:A.2個; B.9個; C. 不分裂; D.4個7.氬(Z=18原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是:A .1s 22s 22p

33、 63s 23p 6 1S 0 B .1s 22s 22p 62p 63d 8 3P 0C .1s 22s 22p 63p 8 1S 0 D . 1s22s 22p 63p 43d 2 2D 1/28.原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是:A . 原子外層電子被激發(fā) B . 原子外層電子被電離C . 原子內(nèi)層電子被移走 D . 原子中電子自旋軌道作用很強9.原子核平均結(jié)合能以中等核最大 , 其值大約為10.發(fā)生 +衰變的條件是A. M (A,Z>M (A,Z-1 +m e B. M (A,Z>M (A,Z+1 +2m eC. M (A,Z>M (A,Z-1 D. M (A,Z>

34、;M (A,Z-1 +2m e二、簡述題(每小題 2分,共 20分1.什么是電子?2.波恩對波函數(shù)作出什么樣的解釋?3.堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么?造成堿金屬原子精細(xì)能級的原 因是什么?4.何謂衰變常數(shù)、半衰期、平均壽命?5.基本粒子按其相互作用可分為幾類?三、 (15分不計電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場 B 的平面內(nèi)運動時 , 試用玻爾理論求電子動態(tài)軌道半徑和能級。四、 (10分寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價電子被激發(fā)到 4s 態(tài),問向基態(tài) 躍遷時可能會發(fā)出幾條光譜線?試畫出能級躍遷圖,并說明之。五、 (15分鎘原子在 1D 2 1P 1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為

35、6438埃。當(dāng)鎘原子置于強度為 2T 的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng),試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長 差,并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。 六、 (10分用中子打擊 F 199產(chǎn)生 O 9,并放出一個新粒子,寫出核反應(yīng)方程式;在實驗室坐標(biāo)系中,這種核反應(yīng)發(fā)生時中子必須有的最小的能量是 4.1MeV ,試求反應(yīng)能 Q 值(n 10:1.008665u , F 199:18.998405 u 。原子物理學(xué)試題(B 卷標(biāo)準(zhǔn)答案和評分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題(每小題 3分,共 30分DBACCCACDD二、簡述題(每小題 4分,共 20分1.從電子的屬性方面回答。 (4分2. 波函數(shù)模的平方 (2, t

36、r表示 t 時刻在 dz z z dy y y dx x x +, , 區(qū)間單位體 元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。 (4分3.堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實的極化、價電子貫穿原子實。 (2分 。造成堿金屬原子精細(xì)能級的原因是價電子的自旋與軌道的相互作用。 (3分4. N dt dN -=, 2ln =T , 1=。 (4分 5.光子、輕子、強子(重子、介子 。 (4分 二、 (15分設(shè)電子在均勻磁場中作勻速率圓周運動的半徑為 r 、速度為 v ,則有rmv evB 2= (1 , 2, 1(, =n n mvr (2 聯(lián)立求得 , 2, 1(, =n eB n r n (6分 能量 (

37、, 2, 1, =n mn eB E n (4分 三、 (10分 (1鈉原子基態(tài)的電子組態(tài) 1s 22s 22p 63s ;原子基態(tài)為 2S 1/2。 (2分(2價電子被激發(fā)到 4s 態(tài)向基態(tài)躍遷時可發(fā)出 4條譜線。 (3分(3依據(jù)躍遷選擇定則 10, j 1, ±=±=l (2分能級躍遷圖為 (3分 四、 (15分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng),相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個洛侖茲 單位 B 6. 4612= ,則得 0A 39. 0= (5分和 0000A 6438.39A 6437A 6437.6=, =, =+- (5分能級躍遷圖為 ( 5分 五、 (10分 H O

38、 F n 1119819910+ (5分 MeV 89. 3100min -=+-=M M M E Q (5分 原子物理學(xué)試題(C 卷一、選擇題(每小題 3分,共 30分1. 如果用相同動能的質(zhì)子和氘核同金箔產(chǎn)生散射 , 那么用質(zhì)子作為入射粒子測得的金原 子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測得的金原子半徑上限的幾倍?A.2 B.1/2 C.1 D .42.夫赫實驗的結(jié)果表明:A. 電子自旋的存在 B. 原子能量量子化C. 原子具有磁性 D. 原子角動量量子化3.基于德布羅意假設(shè)得出的公式 26. 12= Å的適用條件是:A. 自由電子,非相對論近似 B.一切實物粒子,非相對論近似C.

39、被電場束縛的電子,相對論結(jié)果 D.帶電的任何粒子,非相對論近似4.產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是:A.32P 1/2 32S 1/2 , 32P 1/2 32S 1/2 B.3 2S 1/2 32P 1/2 , 32S 1/2 32P 3/2C.3 2D 3/2 32P 1/2, 32D 3/2 32P 3/2 D.3 2D 3/2 32P 1/2 , 32D 3/2 32P 3/25.泡利不相容原理說 :A. 自旋為整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中B. 自旋為整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中C. 自旋為半整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中D. 自旋為半整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中6.在正常塞曼效應(yīng)中,沿磁場方

40、向觀察時將看到幾條譜線:A.0 B.1 C.2 D.37.氖原子的電子組態(tài)為 1s 22s 22p 6, 根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為:A . 1P 1 B . 3S 1 C . 1S 0 D . 3P 08.原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是:A . 原子外層電子被激發(fā) B . 原子外層電子被電離C . 原子內(nèi)層電子被移走 D . 原子中電子自旋軌道作用很強9.已知鈉原子核23Na 基態(tài)的核自旋為 I=3/2,因此鈉原子基態(tài) 32S 1/2能級的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為 A.2個 B.4個 C.3個 D.5個10.發(fā)生 -衰變的條件是A. M (A,Z>M (A,Z+1 +m e B. M (A,Z>M (A,Z+1 -m eC. M (A,Z>M (A,Z+1 D. M (A,Z>M (A,Z+1 +2m e二、簡述題(每小題 4分,共 20