高等原子分子物理试题

高等原子分子物理试题

(2010.1.16)

一、请简要说明下列物理现象或简要解释下列物理名词：（每题4分不超过50字，共20分）

1. Fechbach共振(以低能电子与H原子散射为例说明)

2. 量子数亏损

3. 组态相互作用

4. 分子轨道

5. 超弹性散射

二、请回答下列问题：（每题9分不超过100字，共18分）

1. 双原子分子的势能曲线有那儿类？什么是Koopmans电离势、绝热电离势

和垂直电离势？它们的相对大小？那个接近实验值？多原子分子的势能

函数是什么样？

2. 试描述LS、jj和J’l耦合？

三、填空：（每空格2分，共32分）

1．H原子的相对论修正项包括：________, _______, _______；22P1/2,3/2态中等于零的修正项是______；22S1/2态中等于零的修正项是______；22P3/2态

比22P1/2态能量高的原因是________；22S1/2态能级比22P1/2态能级______，

原因是___________。

2．谱线的自然线宽是由于__________引起的，其线形是___________；原子分子间的碰撞无辐射退激发会导致激发态能级寿命_________，由此引起

的谱线增宽称为__________，其线形是___________；原子分子相对于光

源或探测器的相对运动而引起的谱线增宽称为__________，其线形是

___________；如果上述因素均存在且可比，则实际谱线的线形是

___________。

3．O2分子的基态电子组态是，形成的分子电子态谱项有

_____ ， ______ ，和______ 。第一激发态电子组态是______,

______,______,______,______,______。

4．H原子核的自旋 I = _____，H2分子的总核自旋 T = ___和____，T = ___ 的称为正类分子，T = ___的称为仲类分子，正类分子和仲类分子的布居

数比为_______。

四、计算：（任选三题，给出计算和推理过程，每题10分，共30分）

1. 计算在1000K下H原子的22P→12S偶极允许跃迁产生的λ=121.6nm光的自

然宽度和多普勒增宽，设22P能级寿命τ=1.596nS。

2. CO2的振转光谱λ大约为10μm，计算对应的能量和能级自然宽度，设能

级寿命τ≈10-3s，求在300K下的多普勒增宽。

3. 一个氦原子通过吸收紫外光从基态激发到自电离态2s4p，设2s电子在无

屏蔽的核库仑场中运动，而4p电子在完全屏蔽的核库仑场中运动。

(1) 求该自电离态的能量及相应的紫外光子的能量；

(2) 自电离态2s4p 将衰变为He+离子基态加一个自由电子，求该自电离过

程中发射的电子的速度。

4. 写出Ne原子第一激发态和第二激发态的电子组态，并按照J’l耦合写出所有可能的原子谱项。

5. Ar原子3s电子的光电离过程由于电子关联效应有振起的现象，表现在光电子能谱上除了3s3p6的主峰外，还有伴线。这可以用末态离子的组态相互

作用解释。请问，能否观测到3s23p4(1S)4s的伴线和3s23p4(1S)4p的伴线，

为什么？