河大物院信科類原子物理期末試題(答案僅供參考)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)河 北 大 學(xué) 課 程 考 核 試 卷2009-2010學(xué)年第二學(xué)期 2008 級 電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（類）考核科目 原子物理學(xué) 課程類別 必修課 考核類型 考試 考核方式 閉卷 卷別 A （注：考生務(wù)必將答案寫在答題紙上，寫在本試卷上的無效）一、單選題：（共16分，每小題2分）1、堿金屬元素精細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原因為:A、 相對論效應(yīng) B、 原子實極化 C、 價電子的軌道貫穿 D、 價電子自旋與軌道運動相互作用2、根據(jù)玻爾理論，氫原子由激發(fā)到的狀態(tài)后，下列選項中正確的是

2、：A、可能輻射出10條譜線，分別屬于4個線系B、可能輻射出的光子最大能量是13.6eVC、可能輻射出11條譜線，分別屬于5個線系D、這種情況下，能級間躍遷的3、欲使處于基態(tài)的氫原子能發(fā)出線，則至少需要給它的能量為：A、 13.6eV B、 12.09eV C、 10.2eV D、 3.4eV4、夫蘭克-赫茲實驗的結(jié)果表明：A、 電子自旋的存在 B、 原子內(nèi)部能量是量子化的 C、 原子具有磁矩 D、 原子角動量量子化5、經(jīng)過10KV電勢差加速的電子束的德布羅意波長是:A、12.3 nm B、1.23 nm C、0.123 nm D、0.0123 nm6、由殼層結(jié)構(gòu)理論和洪德定則可知，氯原子（Z=

3、17）基態(tài)時的原子態(tài)應(yīng)是： A、 2P1/2 B、 2P3/2 C、 4P1/2 D、 4P3/27、由電子組態(tài)2p3p所得到的狀態(tài)到2s2p所得到的狀態(tài)間的輻射躍遷： A、可產(chǎn)生9條譜線 B、可產(chǎn)生6條譜線 C、可產(chǎn)生7條譜線 D、不能發(fā)生8、若電子的電量和質(zhì)量分別為 和，則原子中電子的自旋磁矩和自旋角動量的關(guān)系應(yīng)為:二、填空題：（共20分）1、氫原子基態(tài)能量E1=（1）-13.6（2分） eV，玻爾軌道半徑r1=a0=（2）0.0529（2分） nm。2、磷原子（Z=15）的基態(tài)組態(tài)為（3）1s22s22p63s23p3（2分） ，基態(tài)為（4）4S（2分） ，基態(tài)的自旋角動量為（5）150

4、.5/2（2分） ，軌道角動量為（6）0（2分），總角動量為（7）150.5/2（2分）。3、原子的3d次殼層按泡利不相容原理最多可以填充（8）10（2分）個電子，殼層最多可以填充（9）18（2分）個電子。 4、正電子與負(fù)電子相遇可形成類似于氫原子結(jié)構(gòu)的“電子偶素”，其里德伯常數(shù)與之比（）為（10）1:2（2分）。 三、Answer each of the following problems with a brief statement簡答題（共20分，每小題5分）1、The nuclear model of the atom（簡述原子的核式模型）答：原子中有一個很小的核集中了幾乎全部質(zhì)量和

5、所有的正電荷，電子分布在其周圍。2、Quantized condition for Bohr postulate（簡述玻爾理論量子化條件）答：電子只能分布在軌道角動量L=nh/（2）的分立軌道。3、（簡述泡利不相容原理）答：在一個原子中不存在兩個或兩個以上的電子擁有相同的量子數(shù)（n,l,ml,ms）。4、Please write out the reason of the effective quantum number () which is not an integer.（簡述有效量子數(shù)不是整數(shù)的原因）答：量子數(shù)n，n是整數(shù)，n*=n/Z，n*=n/Z，Z為原子序數(shù)，兩整數(shù)相除不一定為整數(shù)

6、。四、The stern-Gerlach experiments,（史特恩蓋拉赫實驗）Why must be magnetic field be inhomogeneous?（為什么磁場是不均勻的）答：有自旋磁矩的原子在均勻的磁場中只受到磁矩作用不受到力的作用，只有在不均勻的磁場中才會受到力的作用，故要用不均勻磁場。How is the inhomogeneous field obtained?（如何獲得不均勻磁場）答：見原子物理學(xué)第四版 楊福家 著 156頁，圖19.1（b）。What kind of pattern would be obtained with a beam of hydr

7、ogen atoms in their ground state? Why?（用基態(tài)氫原子來實驗得到怎樣的氫束線圖案，為什么？）答：得到兩條氫束線，原因：由原子物理學(xué)第四版 楊福家 著 163頁（20-13）式可知氫束線的條數(shù)由mJ取值的個數(shù)決定，氫的基態(tài)原子態(tài)2S1/2 mJ取2J+1=2*1/2+1=2個值，因此得到兩條氫束線。What kind of pattern would be obtained with a beam of mercury atoms (ground state)? Why? (用基態(tài)汞原子來實驗得到怎樣的汞束線圖案，為什么？）答：得到一條汞束線，原因：朗德因子g

8、為0/0，不分裂因此得到一條汞束線。（共20分）五、In the ground state of beryllium there are two 1s and two 2s electrons. The lowest states are those in which one of the 2s electron is excited to a 2p state.（鈹原子的基態(tài)電子組態(tài)是1s22s2，若有一個電子被激發(fā)到2P態(tài)）List these state, giving all the angular momentum quantum numbers of each.（寫出每個電子組態(tài)所對應(yīng)的原子態(tài)的角動量量子數(shù)）Order the states