原子物理期末復(fù)習(xí)題

PAGEPAGE5原子物理期末復(fù)習(xí)題1(共100分)姓名:_________學(xué)號:_________成績:_________一．選擇題(共12題,共有36分)1.蓋革和馬斯登使能量為5MeV的粒子束垂直射至厚度為1m的金箔（Z=79），已知金箔的數(shù)密度為5.91022cm-3,他們測得散射角大于90°的概率為：A.10-2;B.10-4;C.10-6;D.10-10。2.盧瑟福由粒子散射實(shí)驗(yàn)得出原子核式結(jié)構(gòu)模型時，所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是：[D]A.普朗克能量子假設(shè);B.愛因斯坦的光量子假設(shè);C.狹義相對論;D.經(jīng)典理論。3.對氫原子,考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)之后,其賴曼系一般結(jié)構(gòu)的每一條譜線應(yīng)分裂為:[A]A.2條;B.3條;C.5條;D.不分裂。4.堿金屬原子能級的雙重結(jié)構(gòu)是由于下面的原因產(chǎn)生:[D]A.相對論效應(yīng);B.原子實(shí)極化;C.價電子的軌道貫穿;D.價電子自旋與軌道角動量相互作用。5.某原子的兩個等效d電子組成原子態(tài)1G4、1D2、1S0、3F4,3,2和3P2,1,0A.1S0； B.1G4; C.3F2； D.3F6.某原子中三個未滿支殼層的電子分別處于s、p、d態(tài)，則該原子可能有的原子態(tài)數(shù)應(yīng)是：[C]A.7；B.8；C.17；D.18。7.由狀態(tài)2p3p3P到2s2p3P的輻射躍遷：[D]A.可產(chǎn)生9條譜線； B.可產(chǎn)生7條譜線；C.可產(chǎn)生6條譜線； D.不能發(fā)生。8.原子中軌道磁矩L和軌道角動量L的關(guān)系應(yīng)為:[C]。9.原始的斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)是想證明軌道角動量空間取向量子化,后來結(jié)果證明的是:[C]A.軌道角動量空間取向量子化;B.自旋角動量空間取向量子化;C.軌道和自旋角動量空間取向量子化;D.角動量空間取向量子化不成立。10.一強(qiáng)度為I的粒子束垂直射向一金箔，并為該金箔所散射。若=90°對應(yīng)的瞄準(zhǔn)距離為b，則這種能量的粒子與金核可能達(dá)到的最短距離為：[B]A.b;B.2b;C.4b;D.0.5b。11.在外磁場中的原子，若外磁場B可視為弱磁場，則：[A]A.和先耦合成再與B耦合;B.由于B弱使與不能耦合成;C.由于B弱,所以磁場對原子的作用總可忽略;D.與分別同B耦合,而后形成總附加能。12.堿金屬原子的能級與氫原子的相比較：[C]A.相同n，堿金屬的能級略高，隨著n和l值的增加，兩者差別減少；B.相同n，堿金屬的能級略低，隨著n和l值的增加，兩者差別增加；C.相同n，堿金屬的能級略低，隨著n和l值的增加，兩者差別減少；D.在不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)時，兩者能級基本上重疊。二．填空題(共6題,共有30分)1.提出電子自旋概念的主要實(shí)驗(yàn)事實(shí)是—堿金屬原子的雙線結(jié)構(gòu)和_史特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)________________________________-。2.已知He原子1P11S0躍遷的光譜線在磁場中分裂為三條光譜線。若其波數(shù)間距為，則此磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。今測得，則B=1.0特斯拉。3.處于基態(tài)42S1/2的鉀原子在B=0.500T的弱磁場中，可分裂為2個能級，相鄰能級間隔為0.92710-23J或5.7910-5eV（三位有效數(shù)字）。4.二次電離的碳離子（C++）按其能級和光譜的特點(diǎn)，應(yīng)屬于類氦離子；其基態(tài)原子態(tài)是___（或）____________；由態(tài)向態(tài)躍遷可產(chǎn)生3條光譜線。5.在正電子與負(fù)電子形成的電子偶素中，正電子與負(fù)電子繞它們共同的質(zhì)心的運(yùn)動，在n=2的狀態(tài)，電子繞質(zhì)心的軌道半徑等于0.212nm。6.鉀原子的電離電勢是4.34V，其主線系最短波長為2.86102nm。三．計算題(共4題,共有34分)1.為了將一次電離的氦離子激發(fā)到第二激發(fā)態(tài)，用一快速電子與氦離子相碰撞，試求電子的最小速度（設(shè)氦離子原先靜止并處于基態(tài)）。解：=RHehcZ2[1/121/32]=13.648/9=48.36eV(3分)當(dāng)Ek時,其中Ek=meV2,能使He+激發(fā)到第二激發(fā)態(tài)(2分)Vmin=(2/me)1/2=(248.36/(0.511106))1/23108=4.13106ms-1(3分)2.畢克林系是在星球的He+光譜中發(fā)現(xiàn)的。它是當(dāng)He+中的電子從較高能級躍遷到n=4能級發(fā)射的。(1)列出屬于這一線系的譜線的波長的準(zhǔn)確公式；(2)求線系限的波長；(3)這個線系在光譜的哪個區(qū)域？(4)若He+處于基態(tài)，求電離能。（計算時取RHehc=13.60eV）解:：(1)=RHeZ2(1/42-1/n2),n=5,6,7,...Z=2=4RHe(1/42-1/n2),n=5,6,7,...(2)=4RHe/42,=4hc/(RHehc)=41240/13.60=364.7nm(3)屬近紅外到可見光區(qū)。(4)=|E1|=RHehcZ2=13.6022=54.4eV3.給出電子態(tài)1s22s22p53p1在L-S耦合下形成的所有的原子態(tài)，并用相應(yīng)的原子態(tài)符號表示之。解：由于2p5與2p1互補(bǔ)，故1s22s22p5形成的譜項(xiàng)與1s22s22p1是相同的,所以題中的電子組態(tài)轉(zhuǎn)化為1s22s22p13p1。原子態(tài)由2p13p1決定，l1=l2=1,s1=s2=1/2,在L-S耦合下有：L＝2,1,0;S＝1,0;可形成的原子態(tài)為3S1,3P2,1,0,3D3,2,1，1S0，1P1，1D24.鈣原子（Z=20）基態(tài)的電子組態(tài)是4s4s，若其中一個電子被激發(fā)到5s態(tài)（中間有3d和4p態(tài)），當(dāng)它由4s5s組態(tài)向低能態(tài)直至基態(tài)躍遷時，可產(chǎn)生哪些光譜躍遷？畫出能級躍遷圖（鈣原子能級屬耦合，三重態(tài)為正常次序）。解:：可能的原子態(tài)：4s4s：1S0；4s3d：1D2、3D3,2,1；4s4p：1P1、3P2,1,0；4s5s：1S0、3S1。能級躍遷圖：常數(shù)表普朗克常數(shù)h=6.62610-34Js=4.13610-15eVs里德堡常數(shù)R=1.097107基本電荷e=1.60210-19C阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.0221023mol復(fù)合常數(shù)hc=1240eVnm玻耳茲曼常數(shù)k=1.38010-23JK-1=8.61710-5eVK-1電子質(zhì)量me=9.1110-31kg=0.511Mev/c2質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6710-27kg=938MeV/質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6710-27kg=938MeV/c2玻爾磁子B=9.27410-24JT-1=5.78810-5eVT玻爾半徑a0=0.52910-10m原子質(zhì)量單位u=1.6610-27kg=931MeV/復(fù)合常數(shù)=1.44eVnm原子物理期末復(fù)習(xí)題2一、選擇題（每小題3分，共30分）1．如果用相同動能的質(zhì)子和氘核同金箔產(chǎn)生散射,那么用質(zhì)子作為入射粒子測得的金原子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測得的金原子半徑上限的幾倍？A.2B.1/2C.1D2．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.原子角動量量子化3．基于德布羅意假設(shè)得出的公式?的適用條件是：A.自由電子，非相對論近似B.一切實(shí)物粒子，非相對論近似C.被電場束縛的電子，相對論結(jié)果D.帶電的任何粒子，非相對論近似4．產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是：A.32P1/2→32S1/2,32P1/2→32S1/2B.32S1/2→32P1/2,32S1/2→32P3/2C.32D3/2→32P1/2,32D3/2→32P3/2D.32D3/2→32P1/2,32D3/2→32P3/25．泡利不相容原理說: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，沿磁場方向觀察時將看到幾條譜線：A.0B.1C.2D.37．氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為：Ａ.１Ｐ１Ｂ.３Ｓ１Ｃ.１Ｓ０Ｄ.３Ｐ０8．原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是：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)32S1/2能級的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為A.2個B.4個C.3個D.5個10．發(fā)生－衰變的條件是A.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋meB.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)－meC.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)D.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋2me二、簡述題（每小題4分，共20分）1．簡述玻爾對原子結(jié)構(gòu)的理論的貢獻(xiàn)和玻爾理論的地位與不足.2．波恩對波函數(shù)作出什么樣的解釋？3．堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級的原因是什么？4．保里不相容原理內(nèi)容是什么？5．基本粒子按其相互作用可分為幾類？二、（10分）當(dāng)處于基態(tài)的氫原子被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、（10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，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場方向上的投影（結(jié)果用玻爾磁子表示）四、（15分）鎘原子在1D2→1P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、（10分）已知的核子的平均結(jié)合能為7.572MeV，及的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV，求裂變?yōu)閮蓚€Sn核時放出多少能量？平均一個核子釋放多少能量？原子物理期末復(fù)習(xí)題（2）標(biāo)準(zhǔn)答案和評分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題（每小題3分，共30分）CBAADCCCAC二、簡述題（每小題4分，共20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，氫原子光譜五個線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（2分）局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(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，無法全面地描述原子現(xiàn)象。（2分）2．．波函數(shù)模的平方表示時刻在區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（4分）堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價電子貫穿原子實(shí)。（2分）。造成堿金屬原子精細(xì)能級的原因是價電子的自旋與軌道的相互作用。（2分）4．在費(fèi)密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費(fèi)密子處于同一個量子態(tài)。（4分）5．光子、輕子、強(qiáng)子（重子、介子）。（4分）二、（10分）基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，躍遷到的能級。（4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。（6分）三、（15分）（1）基態(tài)2D的釔原子束在外磁場中分裂為束，由此得，由2D得，求得。（5分）（2）。（5分）（3）。（5分）1D21P11D21P1五、（10分）一個共釋放241.6MeV能量。（5分）平均一個核子釋放1.036MeV能量。（5分）原子物理期末復(fù)習(xí)題3一、選擇題1.德布羅意假設(shè)可歸結(jié)為下列關(guān)系式：（A）A.E=h，p=;B.E=，P=;C.E=h，p=;D.E=，p=2.夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：(B)A電子自旋的存在；B原子能量量子化C原子具有磁性；D原子角動量量子化3為了證實(shí)德布羅意假設(shè),戴維孫—革末于1927年在鎳單晶體上做了電子衍射實(shí)驗(yàn)從而證明了：BA.電子的波動性和粒子性B.電子的波動性C.電子的粒子性D.所有粒子具有二項(xiàng)性4．若鎂原子處于基態(tài),它的電子組態(tài)應(yīng)為：(C)A．2s2sB.2s2pC.3s3sD.3s3p5．下述哪一個說法是不正確的?(B)A.核力具有飽和性;B.核力與電荷有關(guān);C.核力是短程力;D.核力是交換力.6．按泡利原理，主量子數(shù)n確定后可有多少個狀態(tài)？(D)A.n2;B.2(2+1);C.2j+1;D.2n27．鈉原子由nS躍遷到3P態(tài)和由nD躍遷到3P態(tài)產(chǎn)生的譜線分別屬于：（D）A.第一輔線系和基線系B.柏格曼系和第二輔線系C.主線系和第一輔線系D.第二輔線系和第一輔線系8．堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)形成的根本物理原因：（A）A.電子自旋的存在B.觀察儀器分辨率的提高C.選擇定則的提出D.軌道角動量的量子化9．鈹（Be）原子若處于第一激發(fā)態(tài),則其電子組態(tài)：(D)A.2s2s；B.2s3p；C.1s2p;D.2s2p10如果是單電子原子中電子的軌道角動量量子數(shù),則偶極距躍遷選擇定則為：（C）A.;B.或1;C.;D.11．設(shè)原子的兩個價電子是p電子和d電子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子態(tài)有：CA.4個；B.9個；C.12個；D.15個12.氦原子由狀態(tài)1s2p3P2,1,0向1s2s3S1躍遷,可產(chǎn)生的譜線條數(shù)為：(C)A.0；B.2；C.3；D.113．設(shè)原子的兩個價電子是d電子和f電子,在L-S耦合下可能的原子態(tài)有：(D)A.9個；B.12個；C.15個；D.20個；14．原子發(fā)射X射線特征譜的條件是：(C)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)15正常塞曼效應(yīng)總是對應(yīng)三條譜線，是因?yàn)椋篊A．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?yàn)橹挥腥N躍遷16.釷Th的半衰期近似為25天,如果將24克Th貯藏100天,則釷的數(shù)量將存留多少克?(A)A.1.5；B.3；C.617.如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值：(A)A.2/3；B.1/3；C.2；D.1/26．氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為：(C)Ａ.１Ｐ１；Ｂ.３Ｓ１；Ｃ.１Ｓ０；Ｄ.３Ｐ０.18．原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是：(C)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)。19．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（C）A.絕大多數(shù)粒子散射角接近180B.粒子只偏2～3C.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20．氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)（不考慮藍(lán)姆移動）是由于：（C）A.自旋－軌道耦合B.相對論修正和原子實(shí)極化、軌道貫穿C.自旋－軌道耦合和相對論修正D.原子實(shí)極化、軌道貫穿、自旋－軌道耦合和相對論修正21．氬（Ｚ＝18）原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：（A）Ａ.1s22s22p63s23p61S0Ｂ.1s22s22p6２p63d83P0Ｃ.1s22s22p63p81S0Ｄ.1s22s22p63p43d22D1/222．已知鈉原子核23Na,鈉原子基態(tài)32S1/2能級的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為(A)A.2個B.4個C.3個D.5個二．填空題1．在量子力學(xué)中波函數(shù)滿足的三個基本條件是指連續(xù)的、單值的、有限的。2．堿金屬原子能級比相應(yīng)的氫原子能級低主要是由于原子實(shí)的存在而發(fā)生的，包括兩種情況（1）原子實(shí)極化；（2）軌道的貫穿。3．根據(jù)泡利不相容原理，原子的3d次殼層一共可以容納10個電子。4．第一個人工核反應(yīng)是盧瑟福用粒子轟擊氮?dú)?，產(chǎn)生了另外一個原子核和質(zhì)子，其核反應(yīng)方程可寫為：。由于重核和輕核的結(jié)合能都低于中等核，因此一般獲得核能的方法是核聚變和核裂變。5．盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。在這個結(jié)構(gòu)中有一個帶正電的原子核，核外散布著帶負(fù)電的電子。6．玻爾認(rèn)為原子內(nèi)部存在一系列離散的穩(wěn)定狀態(tài)——定態(tài)。電子在這些定態(tài)上運(yùn)動時不會發(fā)出或吸收能量，當(dāng)原子從一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)時，輻射電磁波的頻率的是一定的，如果用E1和E2代表二定態(tài)的能量，電磁波的頻率ν滿足的關(guān)系是。玻爾還提出了角動量量子化條件。后來夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了能級的存在。7．X射線譜是由兩部分構(gòu)成了，一種是連續(xù)譜，一種是標(biāo)識譜。前者是由于電子的動能轉(zhuǎn)化成輻射能，就有射線放出，稱為軔致輻射，后者是由原子的內(nèi)層電子受激發(fā)出的。描述X射線在晶體中衍射的布拉格公式是。8．第一個人工核反應(yīng)是盧瑟福用粒子轟擊氮?dú)?，產(chǎn)生了另外一個原子核和質(zhì)子，其核反應(yīng)方程可寫為：。由于重核和輕核的結(jié)合能都低于中等核，因此一般獲得核能的方法是核聚變和核裂變。9．碳原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)分別是_2P2P,_。10．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_大角散射_。11．夫—赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明_原子能量量子化_。三、計算題1．Na原子的基態(tài)項(xiàng)3S。當(dāng)把Na原子激發(fā)到4P態(tài)后，問當(dāng)4P激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時可能產(chǎn)生哪些譜線（不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)）？畫出相應(yīng)的能級圖。2．原子的兩個電子處在2p3d電子組態(tài)。問可能組成哪幾種原子態(tài)?用原子態(tài)的符號表示之。已知電子間是LS耦合。3．鋅原子（Z=30）的最外層電子有兩個，基態(tài)時的組態(tài)是4s4s。當(dāng)其中有一個被激發(fā)到5s態(tài)；試求出LS耦合情況下這種電子組態(tài)組成的原子狀態(tài)。畫出相應(yīng)的能級圖。并分析形成的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷發(fā)生幾種光譜躍遷？4．原子基態(tài)的兩個價電子都在軌道。若其中一個價電子被激發(fā)到軌道，而其價電子間相互作用屬于耦合。問此時原子可能有哪些狀態(tài)？5．已知氦原子的一個電子被激發(fā)到2p軌道，而另一個電子還在1s軌道。試做出能級躍遷圖來說明可能出現(xiàn)哪些光譜線躍遷？6．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。7．漫線系的一條譜線在弱磁場中將分裂成多少條譜線？試作出相應(yīng)的能級躍遷圖。8．原子的基態(tài)3S。已知其共振線波長為5893，漫線系第一條的波長為8193，基線系第一條的波長為18459，主線系的系限波長為2413。試求3S、3P、3D、4F各譜項(xiàng)的項(xiàng)值。9．氦原子光譜中波長為及的兩條譜線，在磁場中發(fā)生塞曼效應(yīng)時應(yīng)分裂成幾條？分別作出能級躍遷圖。問哪一個是正常塞曼效應(yīng)？哪個不是？為什么？10．的質(zhì)量分別是1.0078252和1.0086654質(zhì)量單位，算出中每個核子的平均結(jié)合能（1原子量單位=）。11、解釋Cd的6438埃的紅光(1D21P1)在外磁場中的正常塞曼效應(yīng)，并畫出相應(yīng)的能級圖。12、氦原子有兩個價電子,基態(tài)電子組態(tài)為1s1s若其中一個電子被激發(fā)到2p態(tài),由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時有多少種可能的光譜躍遷？畫出能級躍遷圖.原子物理期末復(fù)習(xí)題4一、填空題（每小題3分，共21分）1．提出電子自旋概念的主要實(shí)驗(yàn)事實(shí)是_________________________________和_________________________________。2．已知He原子1P11S0躍遷的光譜線在磁場中分裂為三條光譜線。若其波數(shù)間距為，則此磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。今測得，則B=特斯拉。3．二次電離的碳離子（C++）按其能級和光譜的特點(diǎn)，應(yīng)屬于類離子；其基態(tài)原子態(tài)是_______________；由態(tài)向態(tài)躍遷可產(chǎn)生條光譜線。4．按照電子的殼層結(jié)構(gòu)，原子中相同的電子構(gòu)成一個殼層；同一殼層中相同的電子構(gòu)成一個支殼層。第一、三、五殼層分別用字母表示應(yīng)依次是、、。5．鉀原子的電離電勢是4.34V，其主線系最短波長為nm。6．泡利不相容原理的內(nèi)容表示為：。7．衰變的表達(dá)式為：;衰變發(fā)生的條件為：。二、選擇題（每小題3分，共27分）1．堿金屬原子能級的雙重結(jié)構(gòu)是由于下面的原因產(chǎn)生：（）A.相對論效應(yīng);B.原子實(shí)極化;C.價電子的軌道貫穿;D.價電子自旋與軌道角動量相互作用。2．對（Z=29）原子，失去一個殼層電子的原子能量比失去一個價電子的原子能量差不多大多少倍？（）A.100,000；B.100；C.1000；D.10,000。3．堿金屬光譜的主線系是電子在下列哪種躍遷下形成的？（）A．nS2P；B．nD2P；C．nF3D；D．nP2S。4．某原子的兩個等效d電子組成原子態(tài)1G4、1D2、1S0、3F4,3,2和3P2,1,態(tài)為：（）A.1S0； B.1G4; C.3F2； D.3F5．由狀態(tài)2p3p3P到2s2p3P的輻射躍遷：（）A.可產(chǎn)生9條譜線； B.可產(chǎn)生7條譜線；C.可產(chǎn)生6條譜線； D.不能發(fā)生。6．對氫原子,考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)之后,其賴曼系一般結(jié)構(gòu)的每一條譜線應(yīng)分裂為：（）A.2條;B.3條;C.5條;D.不分裂。7．盧瑟福由粒子散射實(shí)驗(yàn)得出原子核式結(jié)構(gòu)模型時，所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是：（）A.普朗克能量子假設(shè);B.愛因斯坦的光量子假設(shè);C.狹義相對論;D.經(jīng)典理論。8．原子中軌道磁矩L和軌道角動量L的關(guān)系應(yīng)為：（）。9．He能譜中的兩套能級之間不能發(fā)生躍遷，是由于：（）A．耦合一般法則；B．L—S耦合躍遷選擇定則；C．J—J耦合躍遷選擇定則；D．He是惰性元素。三、計算題（第4題12分，其余每題10分，共52分）2．鈣原子（Z=20）基態(tài)的電子組態(tài)是4s4s，若其中一個電子被激發(fā)到5s態(tài)（中間有3d和4p態(tài)），當(dāng)它由4s5s組態(tài)向低能態(tài)直至基態(tài)躍遷時，可產(chǎn)生哪些光譜躍遷？畫出能級躍遷圖（鈣原子能級屬耦合，三重態(tài)為正常次序）。3．（1）動能為6MeV的粒子被金核以散射，試求其瞄準(zhǔn)距離是多少？（2）求α粒子被金屬箔散射后，散射角大于的粒子數(shù)和散射角大于的粒子數(shù)之比。4．畢克林系是在星球的He+光譜中發(fā)現(xiàn)的。它是當(dāng)He+中的電子從較高能級躍遷到n=4能級發(fā)射的。(1)列出屬于這一線系的譜線的波長的準(zhǔn)確公式；(2)求線系限的波長；(3)這個線系在光譜的哪個區(qū)域？(4)若He+處于基態(tài)，求電離能。（計算時取RHehc=13.60eV）原子物理期末復(fù)習(xí)題5一．填空題1.各種原子的半徑是不同的，但都具有相同的數(shù)量級，即。2.光譜從形狀來區(qū)別，可分為是分子所發(fā)出的、是原子所發(fā)的、是固體加熱所發(fā)的光譜。3.氫原子的光譜項(xiàng)T等于，它與原子的內(nèi)部能量E的關(guān)系是。4.氫原子的電子只能在一系列一定大小的、彼此分隔的軌道上運(yùn)動；這樣的軌道我們說是。表達(dá)這些物理量的各公式中的n稱為。5.基態(tài)氫原子的電離電勢是伏，第一激發(fā)電勢是伏。6.關(guān)于粒子散射的實(shí)驗(yàn)與理論充分證明了。7.氫原子光譜的譜線系有在紫外區(qū)和可見區(qū)的；和三個紅外區(qū)的。8.氫原子的電子只能在一系列一定大小的、彼此分隔的軌道上運(yùn)動；這樣的軌道我們說是。9.波長為1的X光光子的動量和能量各為，。10.經(jīng)過10000伏特電勢差加速的電子束的德布羅意波波長為，用該電壓加速的質(zhì)子束，其德布羅意波波長是。11.與實(shí)物粒子聯(lián)系著的波為，關(guān)系式為。12.根據(jù)玻恩德布羅意波的統(tǒng)計解釋，體積中發(fā)現(xiàn)一個實(shí)物粒子的幾率表達(dá)式為；幾率密度為,粒子在整個空間各點(diǎn)出現(xiàn)的幾率總和等于。13.德布羅意波函數(shù)必須滿足的標(biāo)準(zhǔn)條件。14.同一個在jj耦合和LS耦合中形成的原子態(tài)的數(shù)目。15.從實(shí)驗(yàn)的分析，已經(jīng)知道堿金屬原子的能級都是的，足見電子自旋有個取向。16.堿金屬原子的光譜分為四個線系，即，，，。17.通過對堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的討論，可得到這樣一個結(jié)論：堿金屬原子的s能級是，其余所有p、d、f等能級都是。18.實(shí)驗(yàn)的觀察發(fā)現(xiàn)氦及周期系第二族的元素的光譜有相仿的結(jié)構(gòu)，它們都有套線系，即個主線系，個輔線系等。19.Be原子的原子序數(shù)Z=4，它的基態(tài)的電子組態(tài)是，它們在LS耦合下形成的原子態(tài)符號；它的第一激發(fā)態(tài)的電子組態(tài)是，它們在LS耦合下形成的原子態(tài)符號。20.塞曼效應(yīng)是在中原子的現(xiàn)象。21.塞曼躍遷的選擇定則是。22.n=4殼層的原子中具有相同的量子數(shù)的電子數(shù)為；具有相同的量子數(shù)的電子數(shù)為。23原子中能夠有下列量子數(shù)相同的最大電子分別是、、。（1）n、l、（2）n、l（3）、n24.n和l相同的電子稱為。25.通過、實(shí)驗(yàn)和等三方面的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子具有自旋。26.電子在原子中的狀態(tài)完全由個量子數(shù)決定，它們是。27.電子在原子中的分布遵從原理、原理。28.核力的主要性質(zhì)有、、和的幾方面。29.核的比結(jié)合能為8MeV/核子，在核子結(jié)合為核的過程中，質(zhì)量虧損為二．選擇題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2～3C.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.氫原子光譜賴曼系和巴耳末系的系線限波長分別為A.R/4和R/9B.R和R/4C.4/R和9/RD.1/R和4/R3.原子半徑的數(shù)量級是A．10－10cm;B.10-8mC.10-104.氫原子賴曼系的線系限波數(shù)為R,則氫原子的電離電勢為A．3Rhc/4B.RhcC.3Rhc/4eD.Rhc/e5.根據(jù)玻爾理論,若將氫原子激發(fā)到n=5的狀態(tài),則A.可能出現(xiàn)10條譜線，分別屬四個線系B.可能出現(xiàn)9條譜線，分別屬3個線系C.可能出現(xiàn)11條譜線，分別屬5個線系D.可能出現(xiàn)1條譜線，屬賴曼系6.已知一對正負(fù)電子繞其共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動會暫時形成類似于氫原子的結(jié)構(gòu)的“正電子素”那么該“正電子素”由第一激發(fā)態(tài)躍遷時發(fā)射光譜線的波長應(yīng)為A．3/8B.3/4C.8/（3）D.4/（3）7.由玻爾氫原子理論得出的第一玻爾半徑的數(shù)值是A.5.29mB.0.529×10-10mC.5.29×10-12m8.欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出線，則至少需提供的能量（eV）為A.13.6B.12.09C.10.2D.3.49.電子偶素是由電子和正電子組成的原子，基態(tài)電離能量為A.-3.4eVB.+3.4eVC.+6.8eVD.-6.8eV10.根據(jù)玻爾理論可知，氦離子He+的第一軌道半徑是A．2B.4C./2D./411.單個f電子總角動量量子數(shù)的可能值為A.j=3,2,1,0；B.j=±3；C.j=±7/2,±5/2;D.j=5/2,7/212.為了證實(shí)德布羅意假設(shè),戴維孫—革末于1927年在鎳單晶體上做了電子衍射實(shí)驗(yàn)從而證明了A.電子的波動性和粒子性B.電子的波動性C.電子的粒子性D.所有粒子具有二項(xiàng)性13.夫蘭克—赫茲實(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.原子角動量量子化14.德布羅意假設(shè)可歸結(jié)為下列關(guān)系式A.E=h，p=;B.E=，P=;C.E=h，p=;D.E=，p=15.單個d電子的總角動量投影的可能值為A.2，3；B.3，4；C.，；D.3/2，5/2.16.鋰原子主線系的譜線在不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)時,其波數(shù)公式的正確表達(dá)式應(yīng)為A.；B.;C．;D．17.德布羅意假設(shè)可歸結(jié)為下列關(guān)系式A.E=h，p=;B.E=，P=;C.E=h，p=;D.E=，p=18.堿金屬原子的光譜項(xiàng)為A.T=R/n2;B.T=Z2R/n2;C.T=R/n*2;D.T=RZ*2/n*219.鈉原子基項(xiàng)3S的量子改正數(shù)為1.37，試確定該原子的電離電勢A.0.514V;B.1.51V;C.5.12V;D.9.14V20.對鋰原子主線系的譜線,考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)后,其波數(shù)公式的正確表達(dá)式應(yīng)為A.=22S1/2-n2P1/2=22S1/2-n2P3/2B.=22S1/2n2P3/2=22S1/2n2P1/2C.=n2P3/2-22S1/2=n2P1/2-22S3/2D.=n2P3/2n2P3/2=n2P1/2n21/221.鋰原子光譜由主線系.第一輔線系.第二輔線系及柏格曼系組成.這些譜線系中全部譜線在可見光區(qū)只有A.主線系；B.第一輔線系；C.第二輔線系；D.柏格曼系22.產(chǎn)生鈉的兩條黃譜線的躍遷是A.2P1/2→2S1/2，2P3/2→2S1/2;B.2S1/2→2P1/2，2S1/2→2P3/2;C.2D3/2→2P1/2，2D3/2→2P3/2;D.2D3/2→2P1/2，2D3/2→2P3/223.堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)形成的根本物理原因A.電子自旋的存在B.觀察儀器分辨率的提高C.選擇定則的提出D.軌道角動量的量子化24.堿金屬原子能級的雙重結(jié)構(gòu)是由于下列哪一項(xiàng)產(chǎn)生A.相對論效應(yīng)B.原子實(shí)的極化C.價電子的軌道貫穿D.價電子的自旋－軌道相互作用25.堿金屬原子的價電子處于n＝3,＝1的狀態(tài),其精細(xì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)符號應(yīng)為A.32S1/2.32S3/2；B.3P1/2.3P3/2；C.32P1/2.32P3/2;D.32D3/2.32D5/226.氦原子有單態(tài)和三重態(tài)兩套能級,從而它們產(chǎn)生的光譜特點(diǎn)是A.單能級各線系皆為單線,三重能級各線皆為三線；B.單重能級各線系皆為雙線,三重能級各線系皆為三線；C.單重能級各線系皆為單線,三重能級各線系皆為雙線；D.單重能級各線系皆為單線,三重能級各線系較為復(fù)雜,不一定是三線。27.下列原子狀態(tài)中哪一個是氦原子的基態(tài)A.1P1；B.3P1;C.3S1;D．1S0 ;28.氦原子由狀態(tài)1s2p3P2,1,0向1s2s3S1躍遷,可產(chǎn)生的譜線條數(shù)為A.0；B.2；C.3；D.129.氦原子有單態(tài)和三重態(tài),但1s1s3S1并不存在,其原因是A.因?yàn)樽孕秊?/2,1=2=0故J=1/2;B.泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在;C..因?yàn)槿貞B(tài)能量最低的是1s2s3S1;D.因?yàn)?s1s3S1和1s2s3S1是簡并態(tài)30.設(shè)原子的兩個價電子是p電子和d電子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子態(tài)有A.4個；B.9個；C.12個；D.15個；31.泡利不相容原理說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.32.如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值A(chǔ).2/3；B.1/3；C.2；D.1/233.在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場方向觀察時將看到幾條譜線A．0；B.1；C.2；D.314.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A.3條B.6條C.4條D.8條34.某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A.3條B.6條C.4條D.9條35.正常塞曼效應(yīng)總是對應(yīng)三條譜線，是因?yàn)锳．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?yàn)橹挥腥N躍遷36.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A.4D3/2分裂為2個；B.1P1分裂為3個；C.2F5/2分裂為7個；D.1D37.按泡利原理，主量子數(shù)n確定后可有多少個狀態(tài)Ａ.n2;Ｂ.2(2+1);Ｃ.2j+1;Ｄ.2n238.當(dāng)主量子數(shù)n=1,2,3,4,5,6時，用字母表示殼層依次為A.ＫＬＭＯＮＰ；Ｂ.ＫＬＭＮＯＰ；Ｃ.ＫＬＭＯＰＮ；Ｄ.ＫＭＬＮＯＰ；39.泡利不相容原理說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