近代物理學(xué)習(xí)題.pdf

近代物理 1、 填空題 1. 氫原子的電離能是 2. 鋰的四個(gè)光譜線系分別為（ ）。 3. 粒子散射實(shí)驗(yàn)中，偏轉(zhuǎn)角的取值范圍（ ）。 4. 氫原子光譜的帕邢線系的波數(shù)可以表達(dá)為（ ） 5. 當(dāng)時(shí)，氫原子的電子軌道半徑為，能量為；若時(shí)，電子軌道半 徑為（ ），能量為（ ）。 6. 物理學(xué)界建立的包括強(qiáng)相互作用、 和 的“標(biāo)準(zhǔn)模型”理論，成為粒子物理學(xué)的基本理論日本科學(xué) 家南部陽(yáng)一郎，因發(fā)現(xiàn)亞原子物理的 ；小林誠(chéng)和益川敏英 則因有關(guān) 的發(fā)現(xiàn)共同分享 2008 年諾貝爾物理學(xué) 獎(jiǎng)他們的研究成果成為人類對(duì)物質(zhì)最深處探索的一個(gè)新里程 碑 7. 自然界的四種相互作用包括 、 、電磁相互 作用和弱相互作用基本粒子按其相互作用可分為 、 輕子和 8. 里德堡原子是指 其主要特點(diǎn)有： 9. 盧瑟福提出核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)是 10. 電子自旋假設(shè)提出的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)有 、 、 和 11. 分子的近紅外譜是由分子的 產(chǎn)生 的 12. 夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)證明了_ 13. 電子顯像管在20千伏的加速電壓下，產(chǎn)生的X射線的最短波長(zhǎng)是 nm 14. 氫的巴耳末系的最長(zhǎng)波長(zhǎng)為 nm；氫的電離能是 eV 15. 電子耦素的里德堡常數(shù)是 16. L = 1，S = 1/2，J = 1/2，其光譜項(xiàng)是 17. 和的質(zhì)量分別為.1.0078252u和1.0086654u,則 中每個(gè)核子的平 均結(jié)合能 18. 某放射性核素的衰變常數(shù)為，則其半衰期為 ，平均壽命為 19. 原子物理學(xué)、原子核物理學(xué)和粒子物理學(xué)這三個(gè)學(xué)科反映了物 質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的不同層次和微觀粒子能量變化的尺度有關(guān)原子 物理學(xué)的能量變化尺度是 eV，原子核物理學(xué)的能量變化尺度是 ，粒子物理學(xué)的能量變化尺度是 甚至已接近 TeV 20. 同科電子是指 ； nl 次殼層上能 容納的電子數(shù)最多為 個(gè) 21. 人類歷史上第一次人工實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)是 22. 堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是 ； 造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是 ；造成氫 原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)（不考慮藍(lán)姆移動(dòng)）的原因是 23. 電子的自旋角動(dòng)量為 ；在外場(chǎng)方向(z方向)的投影為 ；自旋磁矩為 B 24. 電子顯像管在20千伏的加速電壓下，產(chǎn)生的X射線的最短波長(zhǎng)是 25. 和的質(zhì)量分別為.1.0078252 u和1.0086654 u，則 中每個(gè)核子的平 均結(jié)合能 26. 某放射性核素的衰變常數(shù)為，則其半衰期為 ，平均壽命為 27. 雙原子分子的純轉(zhuǎn)動(dòng)譜，其波數(shù)間隔為 28. 的價(jià)電子態(tài)為，考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，其原子態(tài)為（ ）。 29. 電子組態(tài)為，耦合時(shí)可以形成的原子態(tài)為（ ）。 30. 電子組態(tài)為，耦合時(shí)可以形成的原子態(tài)為（ ） 。 31. 耦合中，不同組態(tài)發(fā)生躍遷的選擇定則為（ ）。 32. 在外磁場(chǎng)中，原子態(tài)，朗德因子（ ），能級(jí)可分裂成 （ ）層。 33. 氧原子在基態(tài)時(shí)的電子組態(tài)為（ ），原子基態(tài) 為（ ）。 34. 氫原子能級(jí)形成精細(xì)結(jié)構(gòu)（不考慮藍(lán)姆移動(dòng)）的原因是 35. 氫的電離能是 。 36. 根據(jù)玻爾理論，若將氫原子從基態(tài)激發(fā)到 n = 5 的狀態(tài)，則可能 出現(xiàn)的譜線分屬 個(gè)線系. 37. 量子數(shù)n = 4 的主殼層最多能容納的電子數(shù)為 個(gè)。 38. 人類歷史上第一次人工實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)是 。 39. 一個(gè)S電子和一個(gè)P電子在L-S耦合下，形成的原子態(tài) 。 40. 堿金屬原子漫線系的第一條精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜線()在磁場(chǎng)中發(fā) 生塞 曼分裂，沿磁場(chǎng)方向拍攝到的光譜線條數(shù)為 條，垂直于磁 場(chǎng)的方向來觀察拍攝到的光譜線條數(shù)為 條 41. 物理學(xué)中存在四種基本相互作用，它們按相互作用的相對(duì)強(qiáng)度 從小到 大的排序是 。 42. 核的半徑是 。 43. 分子的能量由三部分構(gòu)成，按從大到小的排列順序是 。 44. 盧瑟福提出核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)是 45. 電子自旋假設(shè)提出的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)有 和 46. 夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)證明了 47. 原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是 48. 處于基態(tài)的氫原子被能量為12.09 eV的光子激發(fā)后，其軌道半徑 增為原來的 倍 49. L = 1，S = 1/2，J = 1/2，其光譜項(xiàng)是 50. 和的質(zhì)量分別為.1.0078252u和1.0086654u,則 中每個(gè)核子的平 均結(jié)合能 51. 發(fā)生 + 衰變的條件是 52. 量子數(shù)n = 4 的主殼層最多能容納的電子數(shù)為 個(gè) 53. 某放射性核素的半衰期為2年，經(jīng)8年衰變掉的核數(shù)目是尚存的 核數(shù)目的 倍 54. 一個(gè)s電子和一個(gè)p電子在L-S耦合下，形成的原子態(tài)有 55. 造成堿金屬原子能級(jí)和氫原子能級(jí)不同的原因是 56. 當(dāng)K殼層的空位向L,M殼層躍遷時(shí)所形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)譜線是從 原子狀態(tài) 向 和 的躍遷，其中每條譜線都是 結(jié)構(gòu)，所有譜線則組成 線系 57. 氫原子光譜的帕邢線系的波數(shù)可以表達(dá)為（ ） 58. 當(dāng)時(shí)，氫原子的電子軌道半徑為，能量為；若時(shí)，電子軌道半 徑為（ ），能量為（ ）。 59. 的價(jià)電子態(tài)為，考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，其原子態(tài)為（ ）。 60. 電子組態(tài)為，耦合時(shí)可以形成的原子態(tài)為（ ）。 61. 電子組態(tài)為，耦合時(shí)可以形成的原子態(tài)為（ ） 。 62. 耦合中，不同組態(tài)發(fā)生躍遷的選擇定則為（ ）。 63. 在外磁場(chǎng)中，原子態(tài)，朗德因子（ ），能級(jí)可分裂成（ ）層。 64. 鎂原子在基態(tài)時(shí)的電子組態(tài)為（ ），原子基態(tài)為（ ）。 65. 鉀的價(jià)電子態(tài)為，考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，其原子態(tài)為（ ）。 66. 用粒子轟擊一個(gè)氮原子核14N放出一個(gè)質(zhì)子，寫出核反應(yīng)方程式 （ ）。 67. 耦合中，不同組態(tài)發(fā)生躍遷的選擇定則為（ ）。 68. 有2種原子，在基態(tài)時(shí)其電子殼層是這樣填充的：（1）n=1殼 層、n=2殼層和3s次殼層都填滿，3p次殼層填了5個(gè)電子，這種 原子的原子序數(shù)為（ ）；（2）n=1殼層、n=2殼層、n=3殼 層及4s、4p次殼層都填滿，這種原子的原子序數(shù)為（ ）。 69. 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（ ）。 70. 判斷題 a) 史特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn)說明了原子軌道與自旋發(fā)生作用，產(chǎn)生能 級(jí)分裂。( ) b) 史特恩- 蓋拉赫實(shí)驗(yàn)說明了原子空間取向的量子化。（ ） c) 任何原子和分子的里德伯常數(shù)都是相同的。（ ） d) 康普頓散射時(shí)射線波長(zhǎng)的改變與原來波長(zhǎng)的大小無關(guān)，只與散 射角有關(guān)。（ ） e) 原子的殼層結(jié)構(gòu)中，在態(tài)上最多可以填10個(gè)電子。（ ） f) 氦三能級(jí)中能級(jí)倒轉(zhuǎn)。（ ） g) 泡利原理是指：不能有2個(gè)原子處在同一狀態(tài)。（ ） h) 原子實(shí)的極化和軌道貫穿對(duì)原子的能量沒有影響。（ ） i) 粒子散射實(shí)驗(yàn)中，偏轉(zhuǎn)角與瞄準(zhǔn)距的關(guān)系為。（ ） j) 氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)（不考慮藍(lán)姆移動(dòng)）是由于相對(duì)論 修正和原子實(shí)極化、軌道貫穿有關(guān)。（ ） k) 原子的殼層結(jié)構(gòu)中，在態(tài)上最多可以填6個(gè)電子。（ ） l) 原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是原子內(nèi)層電子被移走。（ ） m) 史特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn)說明了原子軌道與自旋發(fā)生作用，產(chǎn)生能 級(jí)分裂。（ ） n) 已知鋰原子光譜主線系最長(zhǎng)波長(zhǎng)為6707埃，輔線系線系限波長(zhǎng) 為3519 埃，則Li原子的電離電勢(shì)為5.38V。（ ） o) 欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出線，則至少需提供12.09 eV的能 量。（ ） 2、 單選題 1. 提出電子自旋概念的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是 A史特恩蓋拉赫和弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn) B光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和 弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn) C光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和戴維遜革末實(shí)驗(yàn) D光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和史 特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn) 2. 如果用相同動(dòng)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(cè)得的金原子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測(cè) 得的金原子半徑上限的幾倍？ A2 B1/2 C1 D4 3. 提出電子自旋概念的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是 ( ) A史特恩蓋拉赫和弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)； B光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)； C光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和戴維遜革末實(shí)驗(yàn) ； D光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和史特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn) 4. 在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，若把粒子換成質(zhì)子，要想得到與粒子相同 的角分布，在散射物不變的條件下，則必須使 ( ) A. 質(zhì)子的速度與粒子相同； B. 質(zhì)子的能量與粒子相同； C. 質(zhì)子的速度是粒子的一半； D. 質(zhì)子的能量是粒子的一半 5. 某個(gè)中性原子的電子組態(tài)是，此原子是 ( ) A. 處于基態(tài)的堿金屬原子； B. 處于激發(fā)態(tài)的堿金屬原子； 6. C. 處于基態(tài)的堿土金屬原子； D. 處于激發(fā)態(tài)的堿土金屬原 子 7. 考慮電子自旋，堿金屬原子光譜中每一條譜線分裂成兩條且兩 條線的波數(shù)間隔隨波數(shù)增加而減少的線系是 ( ) A主線系； B銳線系； C漫線系； D基線系 8. B 原子態(tài)對(duì)應(yīng)的有效磁矩()是 ( ) A. ； B. ； C. ； D. 9. 已知一對(duì)正負(fù)電子繞其共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)暫時(shí)形成類似于氫原 子結(jié)構(gòu)的“正電子素”則“正電子素”由第一激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷 時(shí)發(fā)射的光譜波長(zhǎng)為 A3/8 B8/3 C3/4 D4/3 10. 考慮電子自旋，堿金屬原子光譜中每一條譜線分裂成兩條且兩 條線的波數(shù)間隔隨波數(shù)增加而減少的線系是 ( ) A主線系 B銳線系 C漫線系 D基線系 11. 某原子在 6G3/2 狀態(tài)，其有效磁矩為 A B0 C D 12. 使窄的原子束按照施特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn)的方法通過不均勻的磁 場(chǎng)，若原子處于5F1態(tài)，則原子束分裂成 A. 不分裂 B. 3條 C. 5條 D. 7條 13. 考慮電子自旋，堿金屬原子光譜中每一條譜線分裂成兩條且兩 條線的波數(shù)間隔隨波數(shù)增加而減少的線系是 A主線系 B銳線系 C漫線系 D基線系 14. 鋰原子從3P態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，產(chǎn)生多少條被選擇定則允許的譜 線（不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)）? A.1條 B.3條 C.4條 D.6條 15. 按洪特定則，由電子組態(tài)p4所形成的原子態(tài)中能量最低的態(tài)是 A3P0 B3D1 C1S0 D3P2 16. 動(dòng)能為1兆電子伏特的質(zhì)子射向靜止的金原子核（Z=79）時(shí) 可能達(dá)到的最小距離為 A. 1.1410 -14 m B. 1.1410 -13 m C . 1.1410 -15 m D. 1.1410 -18 m. 3、 簡(jiǎn)答題 1. 泡利不相容原理和能量最低原理。 2. 玻爾理論的成功之處和局限性及其原因 3. 為什么原子核的裂變和聚變能放出巨大能量？ 4. 夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)論 5. X射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的？ 6. 對(duì)應(yīng)原理 7. 什么叫核力？核力具有哪些主要性質(zhì)？ 4、 計(jì)算題 1. 用能量為12.5 電子伏特的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子。 問受激發(fā)的 氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí), 會(huì)出現(xiàn)哪些波長(zhǎng)的光譜線? 2. 原子的基態(tài)3S。已知其共振線波長(zhǎng)為5893，漫線系第一條的波 長(zhǎng)為8193，基線系第一條的波長(zhǎng)為18459，主線系的系限波長(zhǎng) 為2413。試求3S、3P、3D、4F各譜項(xiàng)的項(xiàng)值。 3. 寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子基態(tài)光譜項(xiàng)如果價(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 4. Na原子3P 3S 躍遷的精細(xì)結(jié)構(gòu)為二條，波長(zhǎng)分別為5895.93 和5889.96 試求出原能級(jí)在磁場(chǎng)中分裂后的最低能級(jí)與分裂 后的最高能級(jí)相并合時(shí)所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 5. 寫出碳 6 C 原子基態(tài)的電子組態(tài)，并利用 L-S 耦合確定基態(tài)光 譜項(xiàng) 6. 寫出氮7 N原子基態(tài)的電子組態(tài)，并利用 L-S 耦合確定基態(tài)光譜 項(xiàng) 7. 寫出氧原子基態(tài)的電子組態(tài)，并利用 L-S 耦合確定基態(tài)光譜 項(xiàng) 8. 試寫出的電子組態(tài)和原子基態(tài)。 9. 鐵 26Fe原子基態(tài)的電子組態(tài)為：1s22s22p63s23p64s23d6，確定Fe 原子的基態(tài)光譜項(xiàng) 10. 已知氦原子的一個(gè)電子被激發(fā)到2p軌道，而另一個(gè)電子還在1s 軌道試作出能級(jí)躍遷圖來說明可能出現(xiàn)哪些光譜線躍遷？ 11. K原子共振線波長(zhǎng)7665 ，主線系的系限波長(zhǎng)為2858 已知K 原子的基態(tài)4S試求4S、4P譜項(xiàng)的量子數(shù)修正項(xiàng)值各為多少？ 12. 鋰原子的基態(tài)是2S，當(dāng)處于3D 激發(fā)態(tài)的鋰原子向低能級(jí)躍遷 時(shí)，可能產(chǎn)生幾條譜線（不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)）？這些譜線中哪些 屬于你知道的那些譜線系？寫出所屬譜線系的名稱及波數(shù)表達(dá) 式試畫出有關(guān)的能級(jí)躍遷圖，在圖中標(biāo)出各能級(jí)的光譜項(xiàng)符 號(hào)，并用箭頭標(biāo)出各種可能的躍遷 13. 原子的兩個(gè)電子處在2p3d電子組態(tài)問可能組成哪幾種原子態(tài)? 用原子態(tài)的符號(hào)表示之已知電子間是LS耦合 14. 已知氦原子的一個(gè)電子被激發(fā)到2p 軌道，而另一個(gè)電子還在 1s 軌道。試作出能級(jí)躍遷圖來說明可能出現(xiàn)哪些光譜線躍 遷？ 15. 已知一對(duì)正負(fù)電子繞其共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)暫時(shí)形成類似于氫原 子結(jié)構(gòu)的“正電子素”試計(jì)算“正電子素”由第一激發(fā)態(tài)向 基態(tài)躍遷發(fā)射光譜的波長(zhǎng)為多少？ 16. 原子的基態(tài)3S。已知其共振線波長(zhǎng)為5893，漫線系第一條的波 長(zhǎng)為8193，基線系第一條的波長(zhǎng)為18459，主線系的系限波長(zhǎng) 為2413。試求3S、3P、3D、4F各譜項(xiàng)的項(xiàng)值。 17. Na原子的S、P、D項(xiàng)的量子修正值S = 1.35，P = 0.86把譜 項(xiàng)表達(dá)成 形式，其中Z是核電荷數(shù)試計(jì)算3S、3P項(xiàng)的分別為 何值？并說明的物理意義 18. 鋅原子（Z=30）的最外層電子有兩個(gè)，基態(tài)時(shí)的組態(tài)是4s4s。 當(dāng)其中有一個(gè)被激發(fā)，考慮兩種情況：（1）那電子被激發(fā)到5s 態(tài)；（2）它被激發(fā)到4p態(tài)。試求出LS耦合情況下這兩種電子 組態(tài)分別組成的原子狀態(tài)。畫出相應(yīng)的能級(jí)圖。從（1）和 （2）情況形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷分別發(fā)生幾種光譜躍遷 （在圖中標(biāo)出）？ 19. 鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃當(dāng)鎘原 子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)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(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光 譜躍遷圖 20. 氫與其同位素氘（質(zhì)量數(shù)為2）混在同一放電管中，攝下兩種 原子的光譜線試問其巴耳末系的第一條（）光譜線之間的波 長(zhǎng)差有多大？已知?dú)涞睦锏虏?shù)，氘的里德伯常數(shù) 21. 鋰原子的基態(tài)是2S，當(dāng)處于3D 激發(fā)態(tài)的鋰原子向低能級(jí)躍遷 時(shí)，可能產(chǎn)生幾條譜線（不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)）？這些譜線中哪些 屬于你知道的那些譜線系？寫出所屬譜線系的名稱及波數(shù)表達(dá) 式試畫出有關(guān)的能級(jí)躍遷圖，在圖中標(biāo)出各能級(jí)的光譜項(xiàng)符 號(hào)，并用箭頭標(biāo)出各種可能的躍遷 22. 已知氦原子的一個(gè)電子被激發(fā)到2p 軌道，而另一個(gè)電子還在 1s 軌道試作出能級(jí)躍遷圖來說明可能出現(xiàn)哪些光譜線躍 遷？ 23. 已知原子光譜主線系最長(zhǎng)波長(zhǎng) = 6707 ，輔線系系限波長(zhǎng) = 3519 求鋰原子第一激發(fā)電勢(shì)和電離電勢(shì) 24. 在平行于磁場(chǎng)方向觀察到某光譜線的正常塞曼效應(yīng)分裂的兩譜 線間波長(zhǎng)差 = 0.40 所用的磁場(chǎng)的B是2.5特斯拉，試計(jì)算 該譜線原來的波長(zhǎng) 25. 試問二次電離的鋰離子從其第一激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)