原子物理解答

1、:激光原理受激輻射、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。產(chǎn)生激光的條件：實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。激光的特性：良好的相干性、良好的單色性、良好的方向性、極高的亮度。三個(gè)基本物理因素：激活物質(zhì)（工作物質(zhì)）、激勵(lì)電源、光學(xué)諧振腔。二：實(shí)驗(yàn)1：夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)的物理意義：為原子的量子化能級(jí)的存在給出了直接的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。要 理解幾個(gè)概念：基態(tài)、激發(fā)態(tài)、第一激發(fā)電勢(shì)、電離、電離電勢(shì)、第一電離電勢(shì)。2史特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子有自旋。：三：堿金屬原子堿金屬原子定態(tài)能級(jí)公式hcR=hcT (n)=(n - A )2hcR-13.量不僅與主量子數(shù)n有關(guān)，還與角量子數(shù)l有關(guān)。n* n與氫原子能級(jí)公式相比較，由于，堿金屬能級(jí)比相應(yīng)

2、的氫原子能級(jí)要低。隨著l的增大，x迅速變小，n *與n差別變小，所以n相同l不同的幾個(gè)能級(jí)，l越 大，與氫原子能級(jí)差別越小四：堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)主線系、第二輔線系：雙線結(jié)構(gòu)；第一輔線系、柏格曼線系： 三線結(jié)構(gòu)從光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)規(guī)律特點(diǎn)推斷得到堿金屬原子定態(tài)能級(jí)的結(jié)構(gòu)特征：S能級(jí)（l=0）是單層的，所有其他能級(jí)都是雙層的。對(duì)同一 l值，雙層能級(jí)的間隔隨主量子數(shù)n增加而漸減對(duì)同一 n值，雙層能級(jí)的間隔隨角量子數(shù)l增加而漸減電子有自旋運(yùn)動(dòng)。電子軌道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與自旋磁矩。相互作用是堿金屬原子光譜產(chǎn)生精細(xì)結(jié)構(gòu)的原因。 五：自旋磁矩與軌道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用引起的能量修正項(xiàng)是：AEis = -!

3、s - B 從能級(jí)雙層結(jié)構(gòu)知道，電子自旋空間取向只有與電子軌道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向平行和反 平行兩種。六：練習(xí)題1.當(dāng)2p92s躍遷時(shí)，發(fā)射的鋰的共振線的波長(zhǎng)為6708A，p項(xiàng)的量子虧損p=0.04,試根 據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算共振電勢(shì)和電離電勢(shì)。以此共振線為起始線的線系限的波長(zhǎng)。銫蒸汽光譜的第二輔線系主線由波長(zhǎng)為14695A和13588A兩條線組成，試求這一線 系的其余雙線間的間隔，以波數(shù)表示用光譜項(xiàng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)公式，計(jì)算氫原子中電子軌道運(yùn)動(dòng)和自旋相互作用，以及相對(duì)論 修正的能量的最大值。已知某堿金屬原子的價(jià)電子從3d態(tài)躍遷到3p態(tài)，考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，畫(huà)出全部可能發(fā)生 的躍遷。已知鋰原子量子數(shù)修正項(xiàng)氣=0.

4、41，并認(rèn)為鋰離子中的兩個(gè)1s電子互相完全屏蔽，估 計(jì)電離鋰原子的全部三個(gè)電子所需要的總能量（ev）。若實(shí)際測(cè)得電離這三個(gè)電子所需的總能量為203.44ev，試計(jì)算鋰離子中作用于1s電子的有效電荷數(shù)。七：練習(xí)題1、某原子的最外層電子有兩個(gè)，基態(tài)時(shí)的組態(tài)4S4S，當(dāng)其中一個(gè)被激發(fā)?？紤]兩種情況： 此電子被激發(fā)到5S態(tài)。它被激發(fā)到4P態(tài)。試求在LS耦合情況下，這兩種電子組態(tài)分別組成的原子態(tài)，畫(huà)出相應(yīng)的能級(jí)圖，從和情況形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷分別各有幾種I光境躍遷？3S t 3P1S2P）的兩條譜線。在磁場(chǎng)中發(fā)生塞曼效應(yīng)時(shí)各分裂成幾條？分別作出能級(jí)躍遷圖，問(wèn)哪一個(gè)是正常塞曼效應(yīng)，哪一個(gè)不是，為什麼？

5、寫(xiě)出Al（Z=13）、Fe（Z=26）的原子基態(tài)及其軌道角動(dòng)量，自旋角動(dòng)量，總角動(dòng)量和有效磁矩。對(duì)于電子組態(tài)3P4d，在LS耦合時(shí)，寫(xiě)出所有的光譜項(xiàng)，若置于磁場(chǎng)中，問(wèn)一共分裂出多少個(gè)能級(jí)？有一氫原子處在1=1、j=32的狀態(tài)中，試求：在史特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)中，將分裂為幾條線狀痕跡？它的總角動(dòng)量在磁場(chǎng)方向的最大分量？的總磁矩在磁場(chǎng)方向的最大分量？32 在某強(qiáng)度磁場(chǎng)作用下，鈉的能級(jí)分裂后，其能量差為10 -3 ev。求鈉光5896A（32Pj2 t32SQ分裂的四條譜線的波長(zhǎng)。（h=4.09X10-15ev.s,鈉光5896A光子的能量近似為2ev。）八：練習(xí)題1、電子在原子中的狀態(tài)完全由一一個(gè)量子

6、數(shù)決定；它們是一一；電子在原子中的分布遵從一一原理和原理。2、根據(jù)泡利不相容原理確定以下各原子核外電子殼層的結(jié)構(gòu)：氦（He、Z=2）；碳（C、Z=6）；氬（Ar、Z=18）；鉀（K、Z=19）。確定這些原子在正常電子組態(tài)時(shí)可能的光譜項(xiàng)。3、在0.10A的X射線輔照下，某物質(zhì)的K吸收限入0=0.15A ,從K殼層發(fā)射出來(lái)光電子的最 大動(dòng)能是多少？4、試述X射線的莫塞萊定律，X射線的K、L、M線系是怎樣形成的，繪一簡(jiǎn)圖說(shuō)明之。九：練習(xí)題1、已知，鈉的同位素238U通過(guò)發(fā)射a粒子而衰變，半衰期t為4.5X 109年（即1.47X1017s）.求:衰變常數(shù)入;（2）1居里的放射性需要多少質(zhì)量的238U

7、2、 一個(gè)病人服用30|ici的放射性碘123I 后24h，測(cè)得其甲狀腺部位的強(qiáng)度為4|ici，已 知123的半衰期為13.1h，求在這24h內(nèi)多大比例的被服用的3 9 x 10 26 集聚在甲狀腺部位了（一般正常人此比例約為15%到40%）。3、 已知60Co具有放射性，半衰期T=5.23年，求1克60Co開(kāi)始時(shí)的放射性居里數(shù)（1 居里等于每秒發(fā)生3.7X1010次原子核的衰變）。4、235U裂變時(shí)釋放出200Mev的能量，試計(jì)算在裂變過(guò)程中，有百分之幾的質(zhì)量轉(zhuǎn)化 為能量。利用上述結(jié)果，試計(jì)算一個(gè)熱功率為100萬(wàn)千瓦的核電站連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)半年所消耗的核燃料()有多少Kg?相當(dāng)于多少?lài)嵢济?煤燃燒時(shí)釋放的能量假定為每克7000卡)5、計(jì)算下列反應(yīng)的Q值，并指出是吸熱還是放熱？M(p, a )10 B13C : 13. 003355 U .1H : 1. 007825 Ui3C(p,d)i2C4He : 4. 002603 U . 10B : 10. 012937 U2H : 2. 014102 U6、 目前太陽(yáng)內(nèi)含有約1 5 * 10 30