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(jí)躍適時(shí),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(shí)氫原子最扁橢圓軌道半長(zhǎng)軸與半短軸之比為: A.1; B.2; C.3; D.4.4. f 電子的總角動(dòng)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(xiàng)為A. 3P O ; B. 3P 2; C. 3S 1; D. 1S O .6. 測(cè)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(shí)驗(yàn) ; B. x射線標(biāo)識(shí)譜的莫塞萊定律 ;C. 史特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn); 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(jí)至少應(yīng)為(K A.107; B.105; C.1011; D.1015.8. 下面哪個(gè)粒子最容易穿過(guò)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(shí)驗(yàn), (2弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn), (3史特恩-蓋拉實(shí)驗(yàn), (4反常 塞曼效應(yīng)中,證實(shí)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(jià)電子與原子實(shí)相互作用,使得堿金屬原子的能級(jí)對(duì) 角量子數(shù) l 的簡(jiǎn)并消除 . 論述乙:原子中電子總角動(dòng)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(cuò)誤 ;B. 論述甲錯(cuò)誤,論述乙正確 ;C. 論述甲,乙都正確,二者無(wú)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jī)發(fā)出的 X 射線的連續(xù)譜最短波長(zhǎng)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(dòng)頻率為 f ,則其振動(dòng)能級(jí)間隔為( .8. Co 原子基態(tài)譜項(xiàng)為 4F 9/2,測(cè)得 Co 原子基態(tài)中包含 8個(gè)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(guò)程表示( 。10.按相互作用分類, 粒子屬于( 類 .三、問(wèn)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(jì)算題(50分1. (10分一個(gè)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(shí)放出波長(zhǎng)為 626埃的光子 . 求原入射光子的能量和自由電子動(dòng)能 .2. (10分鈉原子 3S 和 3P 譜項(xiàng)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(shì) . (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(chǎng)中的塞曼分裂,作出能 級(jí)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(zhǎng)時(shí)間 ?(ln10=2.303,ln2=0.6935. (10分 試計(jì)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(duì)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(shí),電子可能有幾種不同形狀的軌道, 它們相應(yīng)的軌道角動(dòng)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(guò)不均勻橫向磁場(chǎng)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(xiàng) .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(dòng)量 L P 大小 .二、 1.假定 1H 36Cl 分子的轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù) B=10.7cm-1,試計(jì)算最低的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的能量 (hc=12400eV0A 2.已知 59Co 的原子基態(tài)光譜項(xiàng)(僅與核外電子有關(guān)為 4F 9/2,原子譜項(xiàng)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)分裂 為 8個(gè)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(qiáng)子的夸克模型認(rèn)為中子和介子是如何組成的?三.一個(gè)動(dòng)能為 3.0eV 的電子被氦核所俘獲,并發(fā)出波長(zhǎng)為 2400埃的光子 . 試問(wèn)該電子被 俘獲到氦離子 He +的哪個(gè)能級(jí)?試求 He +離子由該能級(jí)躍遷到 n=2的能級(jí)發(fā)出光子的波長(zhǎng) . 四、 1. 39Ca 可發(fā)生 +衰變,試求出所放出的 +粒子的最大動(dòng)能 .(M Ca =38.970711u,M 核 =38。 963709u, M e c 2=0.511MeV2.用動(dòng)能為的粒子轟擊,觀察到在方向上有動(dòng)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(zhǎng)為 6678.1埃 . 在 B=1.2T的磁場(chǎng)中發(fā)生塞曼效應(yīng) . 試問(wèn):(1在垂直于 B 的方向觀察時(shí)有幾條譜線?波長(zhǎng)各為多少? (2迎著 B的方向觀察時(shí)有幾條譜線?波長(zhǎng)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(shí)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(wèn) 4.0MeV 的 粒子與金核(Z=79對(duì)心碰撞時(shí)的最小距離是多少 ?三、試計(jì)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(cè)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(dòng)態(tài)與轉(zhuǎn)動(dòng)基態(tài)間的能量差。六、已知 5927Co 的原子基態(tài)光譜項(xiàng) (僅與核外電子有關(guān)

11、 為 4F 1/2原子譜項(xiàng)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為 8個(gè)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(jì)算 226Ra 放出的 粒子動(dòng)能。八、試求 73Li(p,n 7Be 的反應(yīng)能和閾能。九、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),基態(tài)氫原子可吸收能量為 12.7eV 的光子 . (1試問(wèn)氫原子吸收光子后將被激發(fā)到哪個(gè)能態(tài)?(2在能級(jí)圖上標(biāo)出受激發(fā)的氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)可能發(fā)出幾 條光譜線? (3算出這幾條光譜線中波長(zhǎng)最短的一條的波長(zhǎng) .中科院上海光機(jī)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(jì)算下列粒子的德布羅意波長(zhǎng):(1 10MeV 的光子; (2動(dòng)能為 10MeV 的 電子; (3 動(dòng)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(dòng)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(duì)于氫原子、 Li +,認(rèn)為原子核是不動(dòng)的,是根據(jù)玻爾模型計(jì)算:(1前兩 個(gè)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(dòng)能和它的結(jié)合能; (3 發(fā)電勢(shì)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?dú)湓拥陌蜖柲┫导?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(jì)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(shuō)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(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)論。2.泡利不相容原理。3. X 射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的?4.什么是原子核的放射性衰變?舉例說(shuō)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(jià)電子被激發(fā)到 4s 態(tài),問(wèn)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(shuō)明之。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(chǎng)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?四、 (20分鎘原子在 1D 2 1P 1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。五、 (1 (10分用中子打擊 F 199產(chǎn)生 O 9,并放出一個(gè)

15、新粒子,寫出核反應(yīng)方程式;在實(shí) 驗(yàn)室坐標(biāo)系中,這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)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€(gè) Sn 核時(shí)放出多少能量?平均一個(gè)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(píng)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(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.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.內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)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?yàn)橹械荣|(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(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 10, j 1, ±=±=l (3分能級(jí)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(jí)。 (5分(3同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)之間沒(méi)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(gè)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(jí)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(gè) U 235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(shí)譜是如何產(chǎn)生的?5.什么是原子核的放射性衰變?舉例說(shuō)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(shí)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(chǎng)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(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。五、 (1 (10分為進(jìn)行 H O F n 1119819910+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€(gè) Sn 核放出的能量及平均一個(gè)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(píng)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(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(méi)有脫離經(jīng)典物理的框架, 量子

21、化條件的引入沒(méi)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(wú)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(shí)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(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 4.內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)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(jí)。 (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(chǎng)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(gè)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(jí)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(gè)U 235共釋放 241.6MeV 能量。 (5分平均一個(gè)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(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: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(shí)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(qiáng)。8.設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)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(gè) ; B.9個(gè) ; C.12個(gè) ; D.15個(gè)。 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(qiáng)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)中 粒子的 _。 2.夫赫實(shí)驗(yàn)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(lái)數(shù)目的 1/3, 再過(guò) 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(jiǎn)要的語(yǔ)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(shì) .若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu),則鈉原子自 D 3態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí),可產(chǎn)生幾條譜線?是哪兩個(gè)能級(jí)間的躍遷?各對(duì)應(yīng)哪個(gè)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(chǎng)中的正常塞曼效應(yīng),并畫出相應(yīng) 的能級(jí)圖。 六、 (8分氦原子有兩個(gè)價(jià)電子 , 基態(tài)電子組態(tài)為 1s1s 若其中一個(gè)電子被激發(fā)到 2p 態(tài) , 由此 形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)有多少種可能的光譜躍遷?畫出能級(jí)躍遷圖 . 七、 (7分用 粒子轟擊 147N 原子核,生成

28、 178O 原子核。試計(jì)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(píng)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(dòng)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(shì)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(jí)躍遷時(shí)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(jí)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(jí)躍遷時(shí)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(jí)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(gè)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(jí)躍遷圖為 ( 5分 六、 (8分氦原子有兩個(gè)價(jià)電子 , 基態(tài)電子組態(tài)為 1s1s 若其中一個(gè)電子被激發(fā)到 2p 態(tài) , 由此 形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)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(jí)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(shí)驗(yàn)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(duì)論近似 B.一切實(shí)物

32、粒子,非相對(duì)論近似C. 被電場(chǎng)束縛的電子,相對(duì)論結(jié)果 D.帶電的任何粒子,非相對(duì)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(dòng)是由于:A. 自旋-軌道耦合B. 相對(duì)論修正和原子實(shí)極化、軌道貫穿C. 自旋-軌道耦合和相對(duì)論修正D. 原子實(shí)極化、軌道貫穿、自旋-軌道耦合和相對(duì)論修正5.設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)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(gè) B.9個(gè) C.12個(gè) D.15個(gè)6.某原子處于 4D 1/2態(tài) , 若將其放于弱磁場(chǎng)中 , 則能級(jí)分裂為:A.2個(gè); B.9個(gè); C. 不分裂; D.4個(gè)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(shí)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(qiáng)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(jiǎn)述題(每小題 2分,共 20分1.什么是電子?2.波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋?3.堿金屬原子能級(jí)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(jí)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(jì)電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場(chǎng) B 的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí) , 試用玻爾理論求電子動(dòng)態(tài)軌道半徑和能級(jí)。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(jià)電子被激發(fā)到 4s 態(tài),問(wèn)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(shuō)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(zhǎng)為

35、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。 六、 (10分用中子打擊 F 199產(chǎn)生 O 9,并放出一個(gè)新粒子,寫出核反應(yīng)方程式;在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中,這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題(每小題 3分,共 30分DBACCCACDD二、簡(jiǎn)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(shí)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(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價(jià)電子貫穿原子實(shí)。 (2分 。造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是價(jià)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(qiáng)子(重子、介子 。 (4分 二、 (15分設(shè)電子在均勻磁場(chǎng)中作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)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(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。 (3分(3依據(jù)躍遷選擇定則 10, j 1, ±=±=l (2分能級(jí)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(gè)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(jí)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(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?A.2 B.1/2 C.1 D .42.夫赫實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(duì)論近似 B.一切實(shí)物粒子,非相對(duì)論近似C.

39、被電場(chǎng)束縛的電子,相對(duì)論結(jié)果 D.帶電的任何粒子,非相對(duì)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(shuō) :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(chǎng)方

40、向觀察時(shí)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(shí)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(qiáng)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(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為 A.2個(gè) B.4個(gè) C.3個(gè) D.5個(gè)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(jiǎn)述題(每小題 4分,共 20