原子物理習(xí)題

基本練習(xí)：1．選擇題：（1）在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場方向觀察時將看到幾條譜線：CA．0；B.1；C.2；D.3（2）正常塞曼效應(yīng)總是對應(yīng)三條譜線，是因為：CA．每個能級在外磁場中劈裂成三個；B.不同能級的郎德因子g大小不同；C．每個能級在外場中劈裂后的間隔相同；D.因為只有三種躍遷（3）B原子態(tài)2P1/2對應(yīng)的有效磁矩（g＝2／3）是AA.；B.；C.(4)在強(qiáng)外磁場中原子的附加能量A.朗德因子和玻爾磁子B.磁量子數(shù)、朗德因子；D..除正比于B之外,同原子狀態(tài)有關(guān)的因子有：DC.朗德因子、磁量子數(shù)ML和MJD.磁量子數(shù)ML和MS(5)塞曼效應(yīng)中觀測到的和成分,分別對應(yīng)的選擇定則為：AA；B.;時不出現(xiàn)；C.，；D.(6)原子在6G3/2狀態(tài),其有效磁矩為：BA．(7)若原子處于1D2和2S1/2態(tài),試求它們的朗德因子g值：DA．1和2/3；B.2和2/3；C.1和4/3；D.1和2（8）由朗德因子公式當(dāng)L=S,J≠0時,可得g值：CA．2；B.1；C.3/2；（9）由朗德因子公式當(dāng)L=0但S≠0時,可得g值：D；B.0；C.；D.D.3/4A．1；B.1/2；C.3；D.2（10）如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值：AA.2/3；B.1/3；C.2；D.1/2（11）某原子處于4D1/2態(tài),若將其放于弱磁場中,則能級分裂為：CA．2個；B.9個；C.不分裂；D.4個（12）判斷處在弱磁場中,下列原子態(tài)的子能級數(shù)那一個是正確的：BA.4D3/2分裂為2個；B.1P1分裂為3個；C.2F5/2分裂為7個；D.1D2分裂為4個(13)如果原子處于2P3/2態(tài)，將它置于弱外磁場中時，它對應(yīng)能級應(yīng)分裂為：DA.3個(14)態(tài)1D2的能級在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的弱磁場中分裂多少子能級?BA.3個B.5個C.2個D.4個(15)鈉黃光D2線對應(yīng)著32P3/232S1/2態(tài)的躍遷，把鈉光源置于弱磁場中譜線將如何分裂：BA.3條B.6條C.4條D.8條B.2個C.4個D.5個(16)堿金屬原子漫線系的第一條精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜線(2D3/22P3/2)在磁場中發(fā)生塞曼效應(yīng),光譜線發(fā)生分裂,沿磁場方向拍攝到的光譜線條數(shù)為BA.3條B.6條C.4條D.9條2．簡答題:（1）原子的總磁矩與總角動量之間有何關(guān)系？這個關(guān)系是否受耦合方式的影響？（2）在什么條件下朗德g因子的值為1或2？（3）什么叫拉莫進(jìn)動，由進(jìn)動附加的角動量及磁矩在什么方向上？（4）外磁場對原子作用引起的附加能量與那些物理量有關(guān)？什么叫磁能級的裂距？（6）什么叫正常及反常塞曼效應(yīng)？什么叫帕邢-背克效應(yīng)？它們各在什么條件下產(chǎn)生？在這里判斷磁場強(qiáng)弱的依據(jù)是什么？（7）在“弱”磁場和“強(qiáng)”磁場兩種情況下，用那些量子數(shù)表征原子中電子的狀態(tài)？（8）在史特恩-蓋拉赫實驗中，接收屏上原子束為(2J+1)條，在塞曼效應(yīng)中，塞曼磁能級分為（2J+1）層，這當(dāng)然是兩回事，但在本質(zhì)上又有何相同之處。3．計算題：(1)氦原子從1D21P1躍遷的譜線波長為6678.1埃,(a)計算在磁場B中發(fā)生的塞曼效應(yīng)(,用L洛表示);(b)平行于磁場方向觀察到幾條譜線？偏振情況如何？(c)垂直于磁場方向觀察到幾條譜線？偏振情況如何？(d)寫出躍遷選擇定則，畫出相應(yīng)躍遷圖.（2）Hg原子從6s7s3S16s6p3P1的躍遷發(fā)出波長為4358埃的譜線,在外磁場中將發(fā)生何種塞曼效應(yīng)？試分析之.原子物理學(xué)第六章作業(yè)（ChSL教材197頁）6.1已知釩原子的基態(tài)是。（1）問釩原子束在不均勻橫向磁場中將分裂為幾束？（2）求基態(tài)釩原子的有效磁矩。解：（1）原子在不均勻的磁場中將受到力的作用，力的大小與原子磁矩（因而于角動量）在磁場方向的分量成正比。釩原子基態(tài)之角動量量子數(shù)，角動量在磁場方向的分量的個數(shù)為，因此，基態(tài)釩原子束在不均勻橫向磁場中將分裂為4束。（2）按LS耦合：6.2已知原子躍遷的光譜線在磁場中分裂為三條光譜線，其間距，試計算所用磁場的感應(yīng)強(qiáng)度。解：裂開后的譜線同原譜線的波數(shù)之差為：氦原子的兩個價電子之間是LS型耦合。對應(yīng)原子態(tài)，。；，對應(yīng)原子態(tài)，，又因譜線間距相等：。3.Li漫線系的第一條(32D3/222P1/2)在磁場中將分裂成多少條譜線？試作出相應(yīng)的能級躍遷圖。解答：躍遷排列圖M3/2M2g26/51/22/5│?1/2?2/5│?3/2?6/5M1g11/3?1/3M2g2?M1g113/1511/151/15?1/15?11/15?13/15因此，無磁場中的一條譜線在磁場中分裂成6條譜線。能級躍遷圖無磁場有磁場6.4在平行于磁場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差是B是2.5特斯拉，試計算該譜線原來的波長。。所用的磁場的解：對單重項（自旋等于零）之間的躍遷所產(chǎn)生的譜線可觀察到正常塞曼效應(yīng)。它使原來的一條譜線分裂為三條