原子物理學(xué)試題匯編

本文格式為Word版，下載可任意編輯——原子物理學(xué)試題匯編1

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，每題5分）1．夫朗克—赫茲試驗(yàn)的原理和結(jié)論。

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4.9eV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(shí)，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．泡利不相容原理。

2．在費(fèi)密子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)密子處于同一個(gè)量子態(tài)。（5分）

3．X射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的？

3．內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)譜。（5分）4．什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。

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．為什么原子核的裂變和聚變能放出巨大能量？

5．由于中等質(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(shí)能放出巨

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大能量。（5分）

二、（20分）寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。假使價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)，問向基態(tài)躍遷時(shí)可能會(huì)發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級(jí)躍遷圖，并說明之。

二、（20分）（1）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s；原子基態(tài)為2S1/2。（5分）

（2）價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)可發(fā)出4條譜線。（6分）（3）依據(jù)躍遷選擇定則?l＝?1,?j?0,?1（3分）

能級(jí)躍遷圖為（6分）

42S1/232P3/232P1/232S1/2

三、（15分）對(duì)于電子組態(tài)3p4d，在LS耦合時(shí)，（1）寫出所有可能的光譜項(xiàng)符號(hào)；（2）若置于磁場中，這一電子組態(tài)一共分裂出多少個(gè)能級(jí)？（3）這些能級(jí)之間有多少可能的偶極輻射躍遷？三、（15分）（1）可能的原子態(tài)為

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P1，1D2，1F3；3P2，1，0，3D3，2，1，3F4，3，2。（7

分）

（2）一共條60條能級(jí)。（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）

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四、（20分）鎘原子在1D2→1P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)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。

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

1???的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位?????2?46.6B（5分）

????則得???0.39A（5分）

和?－＝6437.6A，?0＝6437A，?＋＝6438.39A（5分）

能級(jí)躍遷圖為（5分）

五、（1）（10分）用中子打擊F產(chǎn)生9O，并放出一個(gè)新粒子，寫出核反應(yīng)方程式；在試驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)中子必需有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能Q值（n：1.008665u，F(xiàn)：

10199199

10000D21P1?－?0?＋18.998405u）。

117（2）（10分）已知235U的核子的平均結(jié)合能為7.572MeV，Sn及118Sn的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV，求235U裂變?yōu)閮蓚€(gè)Sn核時(shí)放出多少

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能量？平均一個(gè)核子釋放多少能量？

1191五、（1）（10分）0n?199F?8O＋1H（5分）

Q??EminM0??3.89MeV（5分）

M0?M1（2）（10分）一個(gè)235U共釋放241.6MeV能量。（5分）平均一個(gè)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，每題5分）1．玻爾理論的成功之處和局限性。

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(gè)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(qiáng)度、寬度等，無法全面地描述原子現(xiàn)象。（2分）

2．波函數(shù)及其物理意義。

2．微觀粒子狀態(tài)用波函數(shù)Ψ?r,t?描寫，一般狀況下波函數(shù)是復(fù)數(shù)。（2分）

波函數(shù)模的平方Ψ?r,t?表示t時(shí)刻在x~x?dx,y~y?dy,z~z?dz區(qū)

2??間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（3分）

3．泡利不相容原理。

3．在費(fèi)密子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)密子處于同一

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個(gè)量子態(tài)。（5分）

4．X射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的？

4．內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)譜。（5分）5．什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。

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）當(dāng)處于基態(tài)的氫原子被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—蓋拉赫試驗(yàn)時(shí)，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1D2→1P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)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。

1191五、（1）（10分）為進(jìn)行0n?199F?8O＋1H的核反應(yīng)，在驗(yàn)室坐標(biāo)系中，

這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)中子必需有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能

Q值（n：1.0086