云南師范大學(xué)《原子物理學(xué)》期末試卷-C卷及答案

1、云南師范大學(xué)2011 2012學(xué)年下學(xué)期統(tǒng)一考試原子物理學(xué) 試卷學(xué)院 物電學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 2010級(jí) 學(xué)號(hào)XX 考試方式：閉卷考試時(shí)量：120分鐘試卷編號(hào)：C卷題號(hào)-一一-二二四總分評(píng)卷人得分評(píng)卷人一、簡答題（共2小題，每題3分，共6分）| 1教材中哪些實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象說明了電子具有自旋運(yùn)動(dòng)且自旋量子數(shù)為1/2 ？（至少舉三個(gè)例子。）2、什么是原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能?得分評(píng)卷人二、填空題（將正確答案填在空格內(nèi)，共共10分）10空，每空1分,1. 夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了；史特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)在歷史上首次證實(shí)了。2 鋁原子基態(tài)是2P1/2 ,則它的軌道角動(dòng)量是,自旋角動(dòng)量是。（用h/2 n來表示）3.

2、 釩原子的基態(tài)是 乍3/2，該原子態(tài)能級(jí)在均勻磁場(chǎng)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(gè)電子,主量子數(shù)n= 3的電子最多可以有 個(gè)。5. 原子核反應(yīng)過程中守恒的量有：電荷數(shù)、 線動(dòng)量和角動(dòng)量等。得分評(píng)卷人三、選擇題（將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)，共題3分，共18分）1.原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)a粒子散射6小題，每【 】A. 絕大多數(shù)散射角近1800;B. a粒子只偏2 3° ;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(cè)到的全部線光譜應(yīng)理解為：A.處于某一狀態(tài)的一個(gè)原子所產(chǎn)生的；B.處于不同

3、狀態(tài)的足夠多的原子所產(chǎn)生的;C. 處于相同狀態(tài)的少數(shù)原子所產(chǎn)生的；D.處于不同狀態(tài)的少數(shù)原子所產(chǎn)生的。3. 氫原子基態(tài)的電離電勢(shì)和第一激發(fā)電勢(shì)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(zhì)的兩個(gè)量是:A核的質(zhì)量和大?。籅.核自旋和磁矩；C.原子量和電荷；D.質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)5、原子核可近似看成一個(gè)球形，其半徑R可用下述公式來描述:A.R=雖 B.R= fAC. R-r34 a3=3D.R=36. 放射性原子核衰變的基本規(guī)律是N“代式中N代表的物理意義是：【A. t時(shí)

4、刻衰變掉的核數(shù);B. t=0時(shí)刻的核數(shù);C. t時(shí)刻尚未衰變的核數(shù);D. t時(shí)刻子核的數(shù)目。得分評(píng)卷人四、計(jì)算題（共6小題,共66分。要求寫出必要的文字說明、計(jì)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(jì)算氫原子光譜巴爾末系中最短波長的譜線波長。（Rh 10967758m1）得分 2. （12分）已知Li原子光譜主線系最長波長為670.7nm,輔線系系限波長為得分351.9nm,試求Li原子的第一激發(fā)電勢(shì)和基態(tài)的電離電勢(shì)。3 .（ 12分）在施特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)中（如下圖），不均勻橫向磁場(chǎng)梯度為R一z 5.0T / cm，磁極

5、的縱向范圍d 10cm，磁極中心到屏的距離D 30cm，使 z用的原子束是處于基態(tài) *3/2的釩原子，原子的動(dòng)能Ek 5.0 10 2eV。試求屏上線束邊沿成分之間的距離。（b 0.5788 10 4eV T 1）x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(gè)電子被激發(fā)到 3s態(tài)。 試求出與躍遷有關(guān)的電子組態(tài)與在 L-S耦合下各電子組態(tài)組成的原子態(tài)。 寫出有 關(guān)的原子態(tài)符號(hào)。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(yīng)的 能級(jí)躍遷圖。得分得分 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？6. （10分）試求

6、Li（P, ）；He的反應(yīng)能。這個(gè)核反應(yīng)是放能反應(yīng)還是吸能反應(yīng)？有關(guān)核素的質(zhì)量如下：: 1.007825u; ；He : 4.002603U； 7山：7.015999s(1u= 931.5MeV/c2)云南師范大學(xué)課程考試試卷參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：原子物理學(xué)考試10物理試卷編號(hào)： 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(shí)驗(yàn)堿金屬原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)塞曼效應(yīng)（3分）2. 答:核子結(jié)成原子核時(shí)會(huì)，質(zhì)量會(huì)減少一部分，以能量的形式釋放出來，稱為結(jié)合能。比結(jié)合能即平均每核子釋放的結(jié)合能。（3 分）二、填空題（將正確答案填在

7、空格內(nèi)，每空 1分，共10分）1. 原子能級(jí)存在原子空間取向量子化2 23. _4_4. 10,185. 總質(zhì)量、總能量、 核子數(shù)三、選擇題（將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)，每題3分，共18分）1.C 2.B 3.A 4.D 5.A 6.C四、計(jì)算題（共6小題，共66分。要求寫出必要的文字說明、計(jì)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Rh 22 n2氫原子光譜巴爾末系中最短的波長記為iii 印 尹 24Rh03645.6（A）2. （12 分）he E h 1、解：he1.24nm keVE2p E2s1.85eVma

8、x 670.7 nmhc 1.24nm keVE % 352eVEE2s 3.52eV 1.85eV 5.37eV所以，Li的第一激發(fā)電勢(shì)為1.85V,電離電勢(shì)為5.37V（5 分）（5 分）（2 分）（3 分）（3 分）（2 分）（2 分）3.（ 12 分）解：在施特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)中，原子束在屏上偏離中心的距離為可用下式表示:Bz dDzmjgj B -2z mv（3 分）對(duì)于原子態(tài)乍3/2，L3,S2,j3，故3113mj -JJJ22223S（S1）L（L1）gj 22J（j1 1）gj（3 分）對(duì)于屏上邊緣的線束，取 mj J，因此屏上兩邊緣線束之間的距離為:（2 分）z 2JgjBz dDB2EK4. （12 分）-0.5788 10 4 5.051.0 10 2（m）1020.10 0.302 5.0 10 2（4 分）解：（1）那電子被激發(fā)到3s態(tài)1s1s2s2s: 21S011s1s2s2p: 2 P1（7 分）1s1s2s3s: 3 1So31So3 3S能級(jí)、能21S）5. （10 分）解:heminEk1.24nm keV0.062 nm20keV（6 分）Ek