原子物理学复习资料

原子物理学总复习指导

名词解释：光谱，氢原子线系，类氢离子，电离电势，激发电势，原子空间取向量子化，原子实极化，轨道贯穿，有效电荷数，电子自旋，磁矩，旋磁比，

拉莫尔进动，拉莫尔频率，朗德g因子，电子态，原子态，塞曼效应，电子组态，LS耦合，jj耦合，泡利原理，同科电子，元素周期表，壳层，原子基态，洪特定则，朗德间隔定则

数据记忆：电子电量，质量，普朗克常量，玻尔半径，氢原子基态能量，里德堡常量，hc，?c，玻尔磁子，拉莫尔进动频率

著名实验的内容、现象及解释：α粒子散射实验，夫兰克—赫兹实验，施特恩—盖拉赫实验，碱金属光谱的精细结构，塞曼效应，反常塞曼效应，康普顿效应

理论解释：（汤姆逊原子模型的不合理性），卢瑟福核式模型的建立、意义及不足，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义及不足，元素周期表

计算公式：氢原子光谱线系，玻尔理论能级公式、波数公式，角动量表达式及量子数取值（l，s，j），LS耦合原子态，朗德间隔定则，g因子，塞曼效应，原子基态

谱线跃迁图：氢原子谱线跃迁、类氢原子谱线跃迁，碱金属原子能级跃，精细结构，塞曼效应；电子态及组态、原子态表示，选择定则，

1.同位素：一些元素在元素周期表中处于同一地位，有相同原子序数，这些元素别称为同位素。

2.类氢离子：原子核外只有一个电子的离子，这类离子与氢原子类似，叫类氢离子。

3.电离电势：把电子在电场中加速，如使它与原子碰撞刚足以使原子电离，则加速时跨过的电势差称为电离电势。

4.激发电势：将初速很小的自由电子通过电场加速后与处于基态的某种原子进行碰撞，当电场电压升到一定值时，发生非弹性碰撞，加速电子的动能转变成原子内部的运动能量，使原子从基态激发到第一激发态，电场这一定值的电压称为该种原子的第一激发电势

5. 原子空间取向量子化：在磁场或电场中原子的电子轨道只能取一定的几个方向，不能

任意取向，一般的说，在磁场或电场中，原子的角动量的取向也是量子化的。

6. 原子实极化：当价电子在它外边运动时，好像是处在一个单位正电荷的库伦场中，当

由于价电子的电场的作用，原子实中带正电的原子核和带负电的电子的中心会发生微小

的相对位移，于是负电的中心不再在原子核上，形成一个电偶极子，这就是原子实的极

化。

7. 轨道贯穿：当电子处在原子实外边那部分轨道时，原子实对它的有效电荷数Z 是1，

当电子处在穿入原子实那部分轨道时，对它起作用的有效电荷数Z 就要大于1。

8. 有效电荷数：

9. 电子自旋：电子既有某种方式的转动而电子是带负电的，因而它也具有磁矩，这个磁

矩的方向同上述角动量的方向相反。从电子的观点，带正电的原子实是绕着电子运动的，

电子会感受到一个磁场的存在，电子既感受到这个磁场，它的自旋取向就要量子化。（电

子内禀运动或电子内禀运动量子数的简称）

10. 磁矩：j p m

e 2g

j =μ

11. 旋磁比：粒子磁动量和角动量的比值。

12. 拉莫尔进动：是指电子、原子核和原子的磁矩在外部磁场作用下的进动。

13. 拉莫尔频率：f=4ππmv eB ，式中e 和m 分别为电子的电荷和质量，μ为导磁率，v 为电子的速度。该频率被称为拉莫尔频率

14. 朗德g 因子：

磁矩j p m

e 2g j =μ 对于单个电子：)1(2)1()1()1(1++++-++

=j j s s l l j j g 对于LS 耦合：式子中的L ，S ，J 是各电子耦合后的数值

15. 塞曼效应：当光源放在足够强的磁场中，所发出光谱的谱线会分裂成几条，而且每条

谱线的光是偏振的。

16. 电子组态：价电子可以处在各种状态，合称电子组态。

17. 泡利原理：不能有两个电子处在同一状态。

18. 同科电子：

*n 和l 二量子数相同的电子称为同科电子。

19. 壳层： 20. 原子基态：原子的能量最低状态。

21. 洪特定则：只适合于LS 耦合，从同一电子组态形成的级中，（1）那重数最高的亦即

S 值最大的能级位置最低。（2）重数相同即具有相同S 值的能级中，那具有最大L 值的位

置最低。

22. 朗德间隔定则：在一个多重能级的结构中，能级的二相邻间隔同有关的二J 值中较大

那一值成正比。

数据记忆：电子电量1.602×10－19 C

质量：9.11×10－31kg

普朗克常量：6.63×10－34 J·ｓ

玻尔半径：==22

014e

m a e ηπε 5.29×10－11 m 氢原子基态能量：E=-13.6ev

里德堡常量：17100974.1-∞?=m R 17100968.1-?=m R H

玻尔磁子：232B he 0.927104e

m m μπ-==?A 拉莫尔进动频率： f=geB 4πm

，式中e 和m 分别为电子的电荷和质量，μ为导磁率，v 为电子的速度。该频率被称为拉莫尔频率。

理论解释：

1，（汤姆逊原子模型的不合理性），卢瑟福核式模型的建立、意义及不足？

在α散射试验中，平均只有2-3度的偏转，但有1/8000的α粒子偏转大于90度，其中有

接近180度的。

模型：原子有带正电的原子核和带负电的电子组成，带正电部分很小，电子在带正电部分

外边。

实验现象解释：α粒子接近原子时，它受电子的作用引起的运动改变还是不大（库伦力不

大），α粒子进入原子区域，它还在正电体以外，整个正电体对它起作用，因此受库伦力是

2

02

4Ze 2r πε因为正电部分很小，所以r 很小，故受的力很大，因此可能产生大角散射。

2，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义及不足？

条件：电子只能处于一些分立的轨道，它只能在这些轨道上绕核转动，且不产生电磁辐射。

推导过程： 库仑力提供向心力：22

22041

r mv r Ze =πε （1） 势能=k-r Ze 2041πε （w=?∞

=r r Ze dr r Ze 202204141

πεπε库仑力做负功故势能增） 故能量r

Ze r Ze mv 2414121E 2

0202πεπε-=-= （2） 根据轨道量子化条件：π

φ2h n

mur P == (3) 联立（1）（3）消去v 得 ,......3,2,144222

20==n mZe

h n r 其中ππε （4） 令2

220144me h a ππε=则Z n a r 2

1= （5） 把（4）式代入（2）式有E= ........321n )4(me 22

2202

22，，，其中=-h n Z πεπ 氢原子光谱：

光谱是线状的，谱线有一定位置。

● 谱线间有一定的关系

● 每一条谱线的波数都可以表达为两光谱项之差，

● 为整数。其中氢的光谱项是n n

R ),()(2H n T m T -=-ν

1，2E n

R hc -= 能级计算公式：R 为里德伯常数17100974.1-∞?=m R 17100968.1-?=m R H 2，量子化通则：........3,2,1n nh pdq ?==，

3，电子椭圆轨道半径：长半轴Z a n a 12= 短半轴Z

a nn

b 1φ= ;0,.......,3,2,1;........,321n n r ---==n n n n n n r ，，，表示径量子数，表示角量子数，φφ4，史特恩

---盖拉赫实验；其中磁力F

的夹角。是磁矩与磁场方向之间，磁感应强度变化的陡度是沿磁场方向的量，是磁矩在磁场方向的分；其中βμβμμdz

B dz dB dz dB z

d cos F z == βμμcos )(21)(21)(2121S 2222v

L dz dB m v L dz dB m v L m F at z ==== 5，（1）电子的角动量=轨道角动量+自旋角动量

;j 2s l s l j h j P P P P P s l s l j -=+==-+=或其中或π

（2）但是较为准确的角动量计算公式为：

;,2)1(,2)1(,2)1(s l j s l j h j j P h s s P h l l P j s l -=+=+=+=+=或其中故π

ππ 单电子辐射跃迁的选择定则：1,0,1±=?±=?j l

6，课后习题中两个问题的解释：

主线系最长波长是电子从第一激发态向激发态跃迁产生的，辅线系系限波长是电子从无穷

远处像第一激发态跃迁产生的。

7，碱金属原子的光谱项可以表达为：

22*)

(T ?-==n R n R 它与氢原子光谱项的差别在于有效量子数不是整数，而是主量子数减去一个数值?

8，

（1）LS 耦合：

，称为三重态

值，相当于有三个能级，共有三个，，时有，对于一个单一态；那就是一个能级，称为时，显然对于，，其中其中；或故或而J 1L L 1L J 1S L J 0S ;S -L .........,1-S L S L J ,2)1(;,,.........1,L ,2)1(P 10S s S 2)

1(2121212121+-====++=+=--++=+==-=+=+=π

π

π

h J J P l l l l l l h L L s s S s h S S P J L S （2）jj

耦合 .

.........,1j j j j J J ,21)J(J P p .2

1,212121J j j h p p j s s l s l j j j j --++=+==+-=，，只能有如下数值：合成原子的总角动量：电子的再和另一个，每个电子的值，也就是有两个故每个电子有两个而或π

9，原子磁矩的计算：

（1）磁矩j p m

e 2g j =μ 对于单个电子：)1(2)1()1()1(1++++-++

=j j s s l l j j g （2）

记。

耦合过于复杂，可以不。是各电子耦合后的数值，其中耦合是原子的总角动量。，的原子，对两个或两个以上电子jj S J J S S L L J J g LS P m

e g J J ,,L )

1(2)1()1()1(1P 2J J ++++-++==μ 10，外磁场对原子的作用：

原子受磁场作用的附加能量：为波尔磁子。

磁场强度，因子，是朗德，，，如下数值：称为磁量子数，只能取

其中B B g ,..........1J J M 4M E μμπg J B Mg B m

he g B --==?

11，

塞曼效应的理论解释：

[][]2'11221122'1114L 4111λ

λλλλλλππλ

λλ?-=-=?=-=-=-=?）（相差不大时和对于为洛伦兹单位。其中）（‘mc

Be L g M g M mc Be g M g M 发生，只有下列情况的跃迁塞曼跃迁也有跃迁定则：

1，除外）。时，线（当，产生0M 0M 0J 0M 12=→==?=?π

2，线。，产生σ1M ±=?

原子物理复习资料

一、选择题

1.德布罗意假设可归结为下列关系式：（ A ）

A .E=h υ， p =λh ; B.E=ωη，P=κη; C. E=h υ ，p =λη; D. E=ωη ，p=λ

η 2.夫兰克—赫兹实验的结果表明：( B )

A 电子自旋的存在；

B 原子能量量子化

C 原子具有磁性；

D 原子角动量量子化

3为了证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明

了：B

A.电子的波动性和粒子性

B.电子的波动性

C.电子的粒子性

D.所有粒子具有二项性

4．若镁原子处于基态,它的电子组态应为：( C )

A ．2s2s B.2s2p C.3s3s D.3s3p

5．下述哪一个说法是不正确的?( B )

A.核力具有饱和性;

B.核力与电荷有关;

C.核力是短程力;

D.核力是交换力.

6．按泡利原理，主量子数n 确定后可有多少个状态？( D )

A.n 2;

B.2(2l +1);

C.2j+1;

D.2n 2

7．钠原子由nS 跃迁到3P 态和由nD 跃迁到3P 态产生的谱线分别属于：（ D ）

A.第一辅线系和基线系

B.柏格曼系和第二辅线系

C.主线系和第一辅线系

D.第二辅线系和第一辅线系

8．碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因：（ A ）

A.电子自旋的存在

B.观察仪器分辨率的提高

C.选择定则的提出

D.轨道角动量的量子化

9．铍（Be ）原子若处于第一激发态,则其电子组态：( D )

A.2s2s ；

B.2s3p ；

C.1s2p;

D.2s2p

10如果l 是单电子原子中电子的轨道角动量量子数,则偶极距跃迁选择定则为：（ C ）

A.0=?l ;

B. 0=?l 或±1;

C. 1±=?l ;

D. 1=?l

11．设原子的两个价电子是p 电子和d 电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有：C

A.4个 ；

B.9个 ；

C.12个 ；

D.15个

12.氦原子由状态1s2p 3P 2,1,0向1s2s 3S 1跃迁,可产生的谱线条数为：( C )

A.0；

B.2；

C.3；

D.1

13．设原子的两个价电子是d 电子和f 电子,在L-S 耦合下可能的原子态有：( D )

A.9个 ；

B.12个 ；

C.15个 ；

D.20个 ；

14．原子发射X 射线特征谱的条件是：( C )

A.原子外层电子被激发；

B.原子外层电子被电离；

C.原子内层电子被移走；

D.原子中电子自旋―轨道作用很强

15正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为：C

A ．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g 大小不同；

C ．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁

16.钍23490Th 的半衰期近似为25天,如果将24克Th 贮藏100天,则钍的数量将存留多少克? ( A )

A.1.5；

B.3；

C.6；

D.12.

17.如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值：( A )

A.2/3；

B.1/3；

C.2；

D.1/2

18．氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：( C )

Ａ.１Ｐ

１；Ｂ.３Ｓ

１

；Ｃ .１Ｓ

０

；Ｄ.３Ｐ

０

.

19．原子发射伦琴射线标识谱的条件是：( C )

Ａ.原子外层电子被激发；Ｂ.原子外层电子被电离；

Ｃ.原子内层电子被移走；Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强。

20．原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中（ C ）

A.绝大多数α粒子散射角接近180?

B.α粒子只偏2?～3?

C.以小角散射为主也存在大角散射

D.以大角散射为主也存在小角散射21．氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于：（ C ）

A.自旋－轨道耦合

B.相对论修正和原子实极化、轨道贯穿

C.自旋－轨道耦合和相对论修正

D. 原子实极化、轨道贯穿、自旋－轨道耦合和相对论修正

22．氩（Ｚ＝18）原子基态的电子组态及原子态是：（ A ）

Ａ.1s22s22p63s23p61S

0Ｂ.1s22s22p6２p63d83P

Ｃ.1s22s22p63p81S

0Ｄ. 1s22s22p63p43d22D

1/2

22．已知钠原子核23Na,钠原子基态32S

1/2

能级的超精细结构为( A )

A.2个

B.4个

C.3个

D.5个

23.伦琴连续光谱有一个短波限λ

min

，它与：

Ａ.对阳极材料有关；

Ｂ.对阳极材料和入射电子能量有关；

Ｃ.对阳极材料无关，与入射电子能量有关；

Ｄ.对阳极材料和入射电子能量无关 .

24.原子发射伦琴射线标识谱的条件是：

Ａ.原子外层电子被激发；Ｂ.原子外层电子被电离；

Ｃ.原子内层电子被移走；Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强 .

25.各种元素的伦琴线状谱有如下特点：

Ａ.与对阳极材料无关，有相仿结构，形成谱线系；

Ｂ.与对阳极材料无关，无相仿结构，形成谱线系；

Ｃ.与对阳极材料有关，无相仿结构，形成谱线系；

Ｄ.与对阳极材料有关，有相仿结构，形成谱线系.

二．填空题

1．在量子力学中波函数满足的三个基本条件是指连续的、单值的、有限的。

2．碱金属原子能级比相应的氢原子能级低主要是由于原子实的存在而发生的，包括两种情况（1）原子实极化；（2）轨道的贯穿。

3．根据泡利不相容原理，原子的3d次壳层一共可以容纳 10 个电子。

4．第一个人工核反应是卢瑟福用α粒子轰击氮气，产生了另外一个原子核和质子，其核反应方程可写为：。由于重核和轻核的结合能都低于中等核，因此一般获得核能的方法是核聚变和核裂变。

5．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。在这个结构中有一个带正电的原子核，核外散布着带负电的电子。

6．玻尔认为原子内部存在一系列离散的稳定状态——定态。电子在这些定态上运动时不会发出或吸收能量，当原子从一个定态跃迁到另一个定态时，辐射电磁波的频率的是一定的，如

果用E

1和E

2

代表二定态的能量，电磁波的频率ν满足的关系是。玻尔还提出

了角动量量子化条件。后来夫兰克-赫兹实验证实了能级的存在。

7．X射线谱是由两部分构成了，一种是连续谱，一种是标识谱。前者是由于电子的动能转化成辐射能，就有射线放出，称为轫致辐射，后者是由原子的内层电子受激发出的。描述X射线在晶体中衍射的布拉格公式是。

8．第一个人工核反应是卢瑟福用粒子轰击氮气，产生了另外一个原子核和质子，其核反应方程可写为：。由于重核和轻核的结合能都低于中等核，因此一般获得核能的方法是核聚变和核裂变。

9．碳原子基态的电子组态和原子态分别是_2P2P,_。

10．原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中α粒子的_大角散射_。

11．夫—赫实验的结果表明 _原子能量量子化 _。

12．简述康普顿散射实验原理、装置、过程和结果分析，如何用该实验来测定普朗克常数？13．简述X射线连续谱的特点、产生机制. 什么是轫致辐射？

14．简述X射线标识谱的特点、产生机制. 写出K线系的莫色莱定律.

15．在康普顿散射中，入射光子的波长为0.0030nm，反冲电子的速度为光速的0.6倍，求散射光子的波长和散射角.

16．x射线标识谱与原子光谱有什么区别，其原因何在？

17．试说明x射线的连续谱和线状谱产生的机制？

18．轫致辐射与阳极材料无关，而标识辐射与阳极材料有关，原因何在？

三、计算题

1． Na 原子的基态项3S 。当把Na 原子激发到4P 态后，问当4P 激发态向低能级跃迁时可能

产生哪些谱线（不考虑精细结构）？画出相应的能级图。

2．e H 原子的两个电子处在2p3d 电子组态。问可能组成哪几种原子态?用原子态的符号表示

之。已知电子间是LS 耦合。

3．锌原子（Z=30）的最外层电子有两个，基态时的组态是4s4s 。当其中有一个被激发到5s

态；试求出LS 耦合情况下这种电子组态组成的原子状态。画出相应的能级图。并分析形成的

激发态向低能级跃迁发生几种光谱跃迁？

4．Pb 原子基态的两个价电子都在p 6轨道。若其中一个价电子被激发到s 7轨道，而其价电

子间相互作用属于LS 耦合。问此时Pb 原子可能有哪些状态？

5．已知氦原子的一个电子被激发到2p 轨道，而另一个电子还在1s 轨道。试做出能级跃迁图

来说明可能出现哪些光谱线跃迁？

6．已知钒原子的基态是2/34F 。（1）问钒原子束在不均匀横向磁场中将分裂为几束？（2）求

基态钒原子的有效磁矩。

7．Li 漫线系的一条谱线)23(2/122/32P D →在弱磁场中将分裂成多少条谱线？试作出相应的能

级跃迁图。

8．Na 原子的基态3S 。已知其共振线波长为5893οA ，漫线系第一条的波长为8193οA ，基线

系第一条波长为18459οA ，主线系的系限波长为2413οA 。试求3S 、3P 、3D 、4F 各谱项的项值。

9．氦原子光谱中波长为)2131(1.66781121P p s D d s A →ο及)2131(1.70650311P p s S s s A →ο

的两条谱线，

在磁场中发生塞曼效应时应分裂成几条？分别作出能级跃迁图。问哪一个是正常塞曼效应？

哪个不是？为什么？

10．n H 1011和的质量分别是1.0078252和1.0086654质量单位，算出C 126中每个核子的平均结合能（1原子量单位=2/5.931c MeV ）。

11、解释Cd 的6438埃的红光(1D 2→1P 1) 在外磁场中的正常塞曼效应，并画出相应的能级图。

12、氦原子有两个价电子,基态电子组态为1s1s 若其中一个电子被激发到2p 态,由此形成的

激发态向低能级跃迁时有多少种可能的光谱跃迁？画出能级跃迁图.

13．某x 射线管发出的连续X 光谱的最短波长0.00124?试问它的工作电压为多少？

14．实验测出某元素的K a X 射线的波长为0.01935?求该元素的原子序数。

15．用镍(Z=42)作阳极的X 射线管中，测得K a 线和连续短波限的波长差等于0.01047?，求

加在x 射线管上的电压为多大？

原子物理复习题

填空题

1.各种原子的半径是不同的，但都具有相同的数量级，即 。

2.光谱从形状来区别，可分为 是分子所发出的、 是原子所发的、 是固体加热

所发的光谱。

3.氢原子的光谱项T 等于2n

R ，它与原子的内部能量E 的关系是 。 4.氢原子的电子只能在一系列一定大小的、彼此分隔的轨道上运动；这样的轨道我们说

是 。表达这些物理量的各公式中的n 称为 。

5.基态氢原子的电离电势是 伏，第一激发电势是 伏。

6.关于α粒子散射的实验与理论充分证明了 。

7.氢原子光谱的谱线系有在紫外区和可见区的 ；和三个红外区的 。

8.氢原子的电子只能在一系列一定大小的、彼此分隔的轨道上运动；这样的轨道我们说

是 。

9.波长为1ο

A 的X 光光子的动量和能量各为 ， 。

10.经过10000伏特电势差加速的电子束的德布罗意波波长为 ，用该电压加速的

质子束，其德布罗意波波长是 。

11.与实物粒子联系着的波为 ，关系式为 。

12.根据玻恩德布罗意波的统计解释，τd 体积中发现一个实物粒子的几率表达式

为 ；几率密度为 ,粒子在整个空间各点出现的几率总和等于 。

13.德布罗意波函数必须满足的标准条件 。

14.同一个 在jj 耦合和LS 耦合中形成的原子态的数目 。

15.从实验的分析，已经知道碱金属原子的能级都是 的，足见电子自旋有 个取

向。

16.碱金属原子的光谱分为四个线系，即 ， ， ， 。

17.通过对碱金属原子光谱精细结构的讨论，可得到这样一个结论：碱金属原子的s 能级

是 ，其余所有p 、d 、f 等能级都是 。

18.实验的观察发现氦及周期系第二族的元素的光谱有相仿的结构，它们都有 套

线系，即 个主线系， 个辅线系等。

19.Be 原子的原子序数Z=4，它的基态的电子组态是 ，它们在LS 耦合下形成的原子

态符号 ；它的第一激发态的电子组态是 ，它们在LS 耦合下形成的原子态符

号 。

20.塞曼效应是在 中原子 的现象。

21.塞曼跃迁的选择定则是 。

22.n=4壳层的原子中具有相同的量子数21

=s m 的电子数为 ；具有相同的量子数

2-=l m 的电子数为 。

23原子中能够有下列量子数相同的最大电子分别是 、 、 。（1）n 、l 、l m （2）n 、

l （3）、n

24.n 和l 相同的电子称为 。

25.通过 、 实验和 等三方面的实验证实了电子具有自旋。

26.电子在原子中的状态完全由 个量子数决定，它们是 。

27.电子在原子中的分布遵从 原理、 原理。

28.核力的主要性质有 、 、 和 的几方面。

29.Pb 208

82核的比结合能为8MeV/核子，在核子结合为Pb 20882核的过程中，质量亏损为

选择题

1.原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中

A. 绝大多数α粒子散射角接近180?

B.α粒子只偏2?～3?

C. 以小角散射为主也存在大角散射

D. 以大角散射为主也存在小角散射

2.氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为

A. R/4 和R/9

B. R 和R/4

C. 4/R 和9/R

D. 1/R 和4/R

3.原子半径的数量级是

A ．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m

4.氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为

A ．3Rhc/4 B. Rhc C.3Rhc/4e D. Rhc/e

5.根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则

A.可能出现10条谱线，分别属四个线系

B.可能出现9条谱线，分别属3个线系

C.可能出现11条谱线，分别属5个线系

D.可能出现1条谱线，属赖曼系

6.已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子的结构的“正电子素”那么

该“正电子素”由第一激发态跃迁时发射光谱线的波长应为

A ．3∞R /8 B. 3∞R /4 C. 8/（3∞R ） D. 4/（3∞R ）

7.由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a 的数值是

A.5.291010-?m

B.0.529×10-10m

C. 5.29×10-12m

D.529×10-12m

8.欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供的能量（eV ）为

A. 13.6

B. 12.09

C. 10.2

D. 3.4

9.电子偶素是由电子和正电子组成的原子，基态电离能量为

A.-3.4eV

B.+3.4eV

C.+6.8eV

D.-6.8eV

10.根据玻尔理论可知，氦离子H e +的第一轨道半径是

A ．20a B. 40a C. 0a /2 D. 0a /4

11.单个f 电子总角动量量子数的可能值为

A. j =3,2,1,0； B .j=±3； C. j= ±7/2 , ± 5/2; D. j= 5/2 ,7/2

12.为证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了

A.电子的波动性和粒子性

B.电子的波动性

C.电子的粒子性

D.所有粒子具有二项性

13.夫兰克—赫兹实验的结果表明

A.电子自旋的存在；

B.原子能量量子化

C.原子具有磁性；

D.原子角动量量子化

14.德布罗意假设可归结为下列关系式

A . E=h υ， p=λh ; B. E=ωη，P=κη; C. E=h υ ，p=λη; D. E=ωη ，p=λ

η 15.单个d 电子的总角动量的可能值为

A. 2η，3η；

B. 3η，4η；

C. η235，η2

15； D. η3/2，η5/2 . 16.锂原子主线系的谱线在不考虑精细结构时,其波数公式的正确表达式应为

A.nP S -=2~ν

； B. S nP 2~→=ν; C ．nP S →=2~ν; D ．S nP 2~-=ν 17.德布罗意假设可归结为下列关系式

A.E=h υ， p=λh ;

B.E=ωη，P=κη;

C. E=h υ ，p=λη;

D. E=ωη ，p=λ

η 18.碱金属原子的光谱项为

A.T=R/n 2; B .T=Z 2R/n 2; C .T=R/n *2; D. T=RZ *2/n *2

19.钠原子基项3S的量子改正数为1.37，试确定该原子的电离电势

A. 0.514V;

B. 1.51V;

C. 5.12V;

D. 9.14V

20.对锂原子主线系的谱线,考虑精细结构后,其波数公式的正确表达式应为

A. ν~=22S1/2-n2P1/2ν~=22S1/2-n2P3/2

B. ν~=22S1/2→n2P3/2ν~=22S1/2→n2P1/2

C. ν~=n2P3/2-22S1/2ν~=n2P1/2-22S3/2

D. ν~=n2P3/2→n2P3/2ν~=n2P1/2→n21/2

21.锂原子光谱由主线系.第一辅线系.第二辅线系及柏格曼系组成.这些谱线系中全部谱线在可见光区只有

A.主线系；

B.第一辅线系；

C.第二辅线系；

D.柏格曼系

22.产生钠的两条黄谱线的跃迁是

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→2P3/2

23.碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因

A.电子自旋的存在

B.观察仪器分辨率的提高

C.选择定则的提出

D.轨道角动量的量子化

24.碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生

A.相对论效应

B.原子实的极化

C.价电子的轨道贯穿

D.价电子的自旋－轨道相互作用

25.碱金属原子的价电子处于n＝3, l＝1的状态,其精细结构的状态符号应为

A . 32S1/2.32S3/2； B. 3P1/2.3P3/2； C . 32P1/2.32P3/2; D . 32D3/2.32D5/2

26.氦原子有单态和三重态两套能级,从而它们产生的光谱特点是

A.单能级各线系皆为单线,三重能级各线皆为三线；

B.单重能级各线系皆为双线,三重能级各线系皆为三线；

C.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系皆为双线；

D.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系较为复杂,不一定是三线。

27.下列原子状态中哪一个是氦原子的基态

A.1P1；

B.3P1 ;

C.3S1; D．1S0;

28.氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为

A. 0；

B. 2；

C. 3；

D. 1

29.氦原子有单态和三重态,但1s1s3S1并不存在,其原因是

A.因为自旋为1/2,l1=l2=0 故J=1/2;

B.泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在;

C..因为三重态能量最低的是1s2s3S1;

D.因为1s1s3S1和1s2s3S1是简并态

30.设原子的两个价电子是p电子和d电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有

A. 4个； B .9个； C. 12个； D. 15个；

31.泡利不相容原理说

A.自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中；

B.自旋为整数的粒子能处于同一量子态中；

C.自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中;

D.自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中.

32.如果原子处于2P1/2态,它的朗德因子g值

A. 2/3；

B.1/3；

C.2；

D.1/2

33.在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线

A．0； B.1； C.2； D.3

14. 钠黄光D2线对应着32P3/2→32S1/2态的跃迁，把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂

A.3条

B.6条

C.4条

D.8条

34.某碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D3/2→2P3/2)在磁场中发生塞曼效应,光谱线发生分裂,沿磁场方向拍摄到的光谱线条数为

A.3条

B.6条

C.4条

D.9条

35.正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为

A．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g大小不同；

C．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同；D.因为只有三种跃迁

36.判断处在弱磁场中,下列原子态的子能级数那一个是正确的

A.4D3/2分裂为2个；

B.1P1分裂为3个；

C.2F5/2分裂为7个；

D.1D2分裂为4个

37.按泡利原理，主量子数n确定后可有多少个状态

Ａ.n2; Ｂ.2(2l+1); Ｃ.2j+1; Ｄ.2n2

38.当主量子数n=1,2,3,4,5,6时，用字母表示壳层依次为

A. ＫＬＭＯＮＰ；Ｂ. ＫＬＭＮＯＰ；

Ｃ.ＫＬＭＯＰＮ；Ｄ. ＫＭＬＮＯＰ；

39. 泡利不相容原理说

A.自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中；

B.自旋为整数的粒子能处于同一量子态中；

C.自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中;

D.自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中.

40.态1D2的能级在磁感应强度B的弱磁场中分裂多少子能级

A.3个

B.5个

C.2个

D.4个

41.电子组态2p4d所形成的可能原子态有

A．1P ３P １F ３F； B. 1P 1D 1F 3P 3D 3F;

C ．3F 1F; D.1S 1P 1

D 3S 3P 3D.

42.可以基本决定所有原子核性质的两个量是

A. 核的质量和大小

B. 核自旋和磁矩

C. 原子量和电荷

D. 质量数和电荷数

43.由A 个核子组成的原子核的结合能为2mc E ?=?,其中m ?指

A. Z 个质子和A-Z 个中子的静止质量之差；

B.A 个核子的运动质量和核运动质量之差;

C. A 个核子的运动质量和核静止质量之差；

D. A 个核子的静止质量和核静止质量之差

44.原子核的大小同原子的大小相比，其R 核／R 原的数量级应为

A ．105 B.103 C.10-3 D.10-5

简述题

1. 简述卢瑟福原子有核模型的要点。

2. 什么是第一激发电势，电离电势。

3. 什么是测不准原理？

4. 简述玻尔原子理论要点。

5. 简述玻尔对原子结构的理论的贡献和玻尔理论的地位与不足。

6. 简述玻恩德布罗意波的统计解释。

7. 根据薛定谔方程简述定态。

8. 为什么谱项S 项的精细结构是单层的，P 、D 、F 等项总是双层的？试从碱金属的光谱双线的规律性和从电子自旋与轨道相互作用的物理概念的两方面分别说明之。

9. 简述正常塞曼效应和反常塞曼效应的区别是什么？

10. 根据朗德g 因子的表达式，确定具有一个价电子的原子的g 的变化范围，并说明g 值的变化反映着什么物理内容？

11. 简述泡利不相容原理，并说明对于氦原子，试指出下列哪些状态不存在。又对于存在的状态列出由低到高的能态次序，并指出基态。0111S s s ? 1311S s s ? 0121S s s ? 1321S s s ?

12. 原子的3d 次壳层按泡利原理一共可以填多少电子？为什么？

计算题

1． 某类氢原子，它的帕邢系第三条谱线和氢原子的赖曼系第一条谱线的频率几乎一样，问该原子是何元素？

2． 对于氢原子、一次电离的氦离子He +和两次电离的锂离子Li 2+，分别计算它们的：（1）第

一、第二玻尔轨道半径及电子在这些轨道上的速度；（2）电子在基态的结合能；（3）第一激发电势及共振线的波长。

3． 一原子的激发态发射波长为600nm 的光谱线,测得波长的精度为710/-=?λλ,试问该原子态的寿命为多长?

4． 写出钠原子基态的电子组态和原子态。若价电子被激发到４S 态，问向基态跃迁时可能发射出几条光谱线？画出跃迁图（考虑精细结构），并说明之。

5． 钠原子基态为3s ，已知其主线系第一条线（共振线）波长为589.6nm ，漫线系第一条线的波长为819.3nm ，基线系第一条线的波长为1845.9nm ，主线系的系限波长为241.3nm ，试求3S,3P,3D,4F 各谱项的项值。

6． 已知某碱金属原子中的价电子从3d 态跃迁到３p 态，考虑精细结构，画出全部可能发生的跃迁。

7． 处于3D 激发态的锂原子，向低能级跃迁时可产生哪些光谱线？在能级图上表示出来：（1）不考虑精细结构；（2）考虑精细结构。

8． 试以两个价电子21=l 和32=l 为例证明，不论是LS 耦合还是jj 耦合都给出同样数目的可能状态。

9． 对于电子组态3p4d ，在LS 耦合时，（1）、写出所有的光谱项。（2）、若至于磁场中，问一共分裂出多少个能级。

10．

He 原子光谱中波长为6678.1οA （1s3d →21D 1s2p 11P ）及7065.1οA （1s3s →13S 1s2p 03P ）的两条谱线，在磁场中发生塞曼效应时各分裂成几条？分别作出能级跃迁图。哪个是正常塞曼效应，哪个不是，为什么？

11． Li 漫线系的第一条谱线32D 3/2—22P 1/2在弱磁场中将分裂成多少条谱线？试做出相应的能级跃迁图。

12． 已知Mg 原子(Z=12)的光谱项的各多重态(原子态)属于L-S 耦合,则该原子由3s4s 组态向3s3s 组态跃迁时,将出现哪些谱线?写出可能的原子状态，画出能级跃迁图。(提示:中间有3s3p 组态,三重态为正常次序)

13．

He 原子光谱中波长为6678.1οA （1s3d →21D 1s2p 11P ）及7065.1οA （1s3s →13S 1s2p 03P ）的两条谱线，在磁场中发生塞曼效应时各分裂成几条？分别作出能级跃迁图。哪个是正常塞曼效应，哪个不是，为什么？