原子物理复习201405
原子物理复习提纲
原子结构和原子核一、原子结构1、德国科学家普里克发现了阴极射线，通过对阴极射线的研究，发现阴极射线本质上是由带负电的微粒（后来取名叫电子）组成，他还测定了该微粒的荷质比与电量，并且用不同材料做电极，都能得到该微粒，所以各种原子内部都含有该微粒，所以原子是可以再分的。
后来密立根又精确测定了电子的电量。
2、通过对阴极射线的研究，发现了电子提出了“葡萄干布丁”原子结构模型。
指导助手做了α粒子散射实验，提出原子核式结构。
发现了质子，反应方程为，发现了中子，反应方程为3、α粒子散射实验的结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后前进，少数α粒子发生了，极少数α粒子偏转超过，有的甚至偏转几乎达到。
该实验说明了，原子中心有个核，原子核集中了的电量与的质量。
*4、连续光谱：包含了各种频率的可见光（频率不间断）明线光谱（线状谱）：包含的光频率不连续，每条分立的亮线对应一种频率的光。
特证谱线：不同原子发光的线状谱不同，因此称为特征谱线。
利用特征谱线可以鉴别物质和确定物质的组成成分，这就是光谱分析。
5、波尔通过对氢原子光谱的研究，提出波尔理论：(1)氢原子只能处在一系列不连续的能量状态，这称为能级。
（原子处于不同能级时，电子就处于不同的轨道，能级越高，对应的轨道半径越大）(2)氢原子从一个能级到另一个能级的过程，称为跃迁。
跃迁过程中放出或者吸收的光子的能量hγ=Em-En.(3)氢原子吸收光子跃迁时，有以下规律：①如果光子能量大于或等于氢原子所在能级的电离能，则该光子可以被吸收。
电子电离后所剩的动能等于光子能量与电离能之差；②如果光子的能量小于氢原子所在能级的电离能，则只有能量等于氢原子当前所在能级与某一高能级之差的光子才能被吸收；③如果是实物粒子撞击氢原子，氢原子则可以吸收实物粒子能量的一部分实现跃迁。
二、天然放射性现象1．天然放射性现缘：发现天然放射现象，使人们认识到原予核也有复杂结构；揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于等于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：射线、射线、射线。
原子物理复习
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：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=4ππmveB ，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 me 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。
原子物理复习要点
《原子物理复习要点》第一章1. 氢原子原子光谱波数 里德伯常数光谱项 !!,2m ,1m n ;3,2,1m ++== 2.玻尔氢原子理论 ⑴玻尔假设（3点） ⑵氢原子模型玻尔半径精细结构常数 定态能量连续能量区：自由电子动能 ⑶氢原子的光谱λν1~=H R ,T T ~n m −=ν2H n n R T =.~c c νλν==,A 53.0em 4a 02e 200=≡!πε!,3,2,1n ,n a r 20n ==,nc nc c 4e v 02n απε==!1371c4e 02≈=!πεα!,3,2,1n ,c m n 21E 22e 2n =−=α!,3,2,1n ,E n 1E 12n ==.eV 6.13c m 21E 22e 1−≈−=α02vm 2e >,E E ~hc h mn −==νν2n n R T ∞=.nhcR hcT E ,hc E T 2H n n n n −=−=−=.eV 6.13hcR .eV 6.13hcR hcT E ,1n H H 11=−=−=−==nm .eV 1242m .J 1063.6103ch 348=×××=−⑷类氢离子约化质量类氢离子光谱 ⑸里德伯原子 3.夫兰克-赫兹实验图1.5.2 证明了原子能级的存在。
第二章1 波粒二象性⑴德布罗意假设 2. ⑴自由粒子波函数 ⑵()eemM Mm +=µ()!",3,2,1n ,n 42Z e E M 222024n =−=πεµ有限，!",3,2,1n ,Z n e4r 2220n =×=µπε().4c 4e R 3204M ππεµ⋅=!().4c 4e m R 3204e ππε⋅=∞!.Mm 11R R M m M R m R e e e M +=+==∞∞∞µ()222024n n 42Z e E !πεµ−=⑶ 不代表实在的物理量的波动. ⑷波函数满足条件：单值、有限、连续. 海森伯不确定原理3．薛定谔方程⑴条件 ⑵建立⑶定态薛定谔方程E 为粒子总能量，不随时间改变. 几率密度只与位置坐标有关而与时间无关.4.力学量的平均值,算符表示和本征值哈密顿算符 ()[],0q ˆ,p ˆ1≠():r !Ψ.2q p !≥⇒ΔΔ.p p p −=Δ.p p p 22−=Δ.2z p ,2y p ,2x p z y x !!!≥≥≥ΔΔΔΔΔΔ().2h t E 2≥ΔΔ.τΓ!≈()()().t ,r t ,r V m 2t ,r t i 22!!"#!#ΨΨ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+∇−=∂∂,p ,i p ,t i E 222∇−→∇−→∂∂→!"#!"#"2222222zy x ∂∂+∂∂+∂∂≡∇!.V m 2p E 2+=•,c v ,h E ,p h <<•==•νλ(),r V V !=()()().t f r u t ,r !!=Ψ()(),r u t E i exp t ,r !"!⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=Ψ()()().r Eu r u r V m 222!!!"#=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+∇−.E !=ω.z k y j x i i i p ˆ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂−=∇−=!!"#!#".z z ˆ,y y ˆ,x xˆ,r r ˆ====!!()t ,r V m2H ˆ22!!"+∇−=①本征方程.A Aˆψψ=即力学量算符Aˆ作用在波函数ψ上等于一个常数乘以波函数ψ本身.波函数ψ称为算符Aˆ本征函数.②本征值●本征方程中A 称为算符Aˆ本征值.●假设：力学量A 的测量值就是算符Aˆ本征值.●因为在力学量本征态ψ下, 测量值就是算符Aˆ本征值，那么,力学量A 就完全确定，即.0A =Δ因此，力学量的平均值（期待值）就是本征值.●若两个力学量具有共同本征函数, 那么,这两个力学量的对易,一定可以同时具有确定值.,A Aˆψψ=!,B B ˆψψ=5.定态薛定谔方程的几个简例 ⑴阶跃势()().r d t ,r A ˆt ,r A *!!!∫=+∞∞−ΨΨ,AB B ˆA A ˆB ˆ,AB B A ˆB ˆAˆψψψψψψ====∴()⎩⎨⎧><=•.0x ,V 0x ,0x V 0,V E 0<X=0波函数及其一阶导数连续， 区域 ，透入距离⑵势垒 隧道效应: x<0几率密度不为0. 图2.5.4 透射系数 或a 较大,即扫描隧道显微镜●探针直径约或小于nm.●探针和样品的间隙对应一个势垒，间距为势垒宽度a 。
2014高考真题汇编-专题15 原子物理
专题15 原子物理1．[物理——选修3－5][2014·新课标全国卷Ⅰ] (1)关于天然放射性，下列说法正确的是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线答案:BCD解析：本题考查了原子核的衰变．原子序数大于83的元素才可以发生衰变，原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关，B、C正确；三种射线α、β、γ穿透能力依次增强，D正确；原子核发生α或β衰变时常常伴随着γ光子的产生，但同一原子核不会同时发生α衰变和β衰变，E错误．2．[2014·新课标Ⅱ卷][物理——选修3－5](1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷答案:(1)ACE解析： (1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B、D两项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷，E项正确．3． [2014·北京卷] 质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( )A ．(m 1＋m 2－m 3)cB ．(m 1－m 2－m 3)cC ．(m 1＋m 2－m 3)c 2D ．(m 1－m 2－m 3)c 2答案:C解析：本题考查质能方程，ΔE ＝Δmc 2，其中Δm ＝(m 1＋m 2－m 3)，则ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2 ，C 正确，A 、B 、D 错误．4． [2014·全国卷] 一中子与一质量数为A (A >1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A.A ＋1A －1B.A －1A ＋1C.4A （A ＋1）2D.（A ＋1）2（A －1）2 答案:A 解析： 本题考查完全弹性碰撞中的动量守恒、动能守恒．设碰撞前后中子的速率分别为v 1，v ′1，碰撞后原子核的速率为v 2，中子的质量为m 1，原子核的质量为m 2，则m 2＝Am 1.根据完全弹性碰撞规律可得m 1v 1＝m 2v 2＋m 1v ′1，12m 1v 21＝12m 2v 22＋12m 1v ′21，解得碰后中子的速率v ′1＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪m 1－m 2m 1＋m 2v 1＝A －1A ＋1v 1，因此碰撞前后中子速率之比v 1v ′1＝A ＋1A －1，A 正确． 5． [2014·福建卷Ⅰ] (1)如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________．(填选项前的字母)A ．①表示γ射线，③表示α射线B ．②表示β射线，③表示α射线C ．④表示α射线，⑤表示γ射线D ．⑤表示β射线，⑥表示α射线答案:C解析： α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板，γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中，由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力，不发生偏转．故C 项正确．6． [2014·广东卷] 在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A ．增大入射光的强度，光电流增大B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大答案:AD解析： 增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数增加，则光电流增大，选项A 正确；光电效应能否发生与照射光频率有关，与照射光强度无关，选项B 错误；改用频率较小的光照射时，如果光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，否则，不能发生光电效应，选项C 错误；光电子的最大初动能E k ＝h ν－W 0，故改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大，选项D 正确．7.[2014·江苏卷] [选修3－5] (1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的________．A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是222 86Rn →218 84Po ＋________．已知222 86Rn 的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16 g 的222 86Rn 衰变后还剩1 g. 答案:A解析： 两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由W ＝h ν0可知截止频率大的，逸出功也大．由E k ＝h ν－W 可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p ＝2mE k 知，其动量也较小，根据物质波p ＝h λ知，其波长较长． 答案:42He(或α粒子) 15.2解析： ①根据核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可推得该反应的另一种生成物为42He.②根据m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 知t T＝4，解得t ＝3.8×4＝15.2天． 8．[2014·山东卷] 【物理35】 (1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号) a ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级c．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级答案:cd解析： (1)由氢原子能级图可知氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级的能级差大于从n＝3跃迁到n＝2的能级的能级差，根据|E n－E m|＝hν和ν＝cλ可知，|E n－E m|＝hcλ，选项a错误；同理从n＝1跃迁到n＝2的能级需要的光子能量大约为从n＝3跃迁到n＝2的能级差的五倍左右，对应光子波长应为从n＝3跃迁到n＝2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b错误；氢原子从n＝3跃迁到n＝1的能级的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项c正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|E n－E m|＝h cλ，选项d正确．9． [2014·天津卷] 下列说法正确的是( )A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同答案:BD解析：本题是对玻尔理论、天然放射现象及多普勒效应等知识的考查，α粒子散射实验导致原子核式结构模型的建立，A错误；紫外线可以使荧光物质发光，B正确；天然放射现象中产生的γ射线在电场或磁场中不会发生偏转，C错误；观察者和波源发生相对运动时，观察者接收到的频率就会发生改变，D正确．10.[2014·浙江卷] (2)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz 的光子．用该频率的光照射逸出功为 2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV.(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)n E/eV∞ 06——————－0.385——————－0.544—————— －0.853—————— －1.512—————— －3.401—————— －13.60图2答案:(2)6.2×1014Hz 0.3 eV解析： (2)本题考查能级、光电效应方程等知识．由跃迁条件可知h ν＝E 4－E 2＝(3.40－0.85 )eV ＝4.08×10－19 J ，解得辐射出的光子的频率为6.2×1014Hz ，根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W ，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.11． [2014·重庆卷] 碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m 4B.m 8C.m 16D.m 32答案:C 解析： 本题考查元素的半衰期．根据半衰期公式m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T，将题目中的数据代入可得C 正确，A 、B 、D 错误．12.（2014上海）核反应方程式94Be+42He →126C+X 中的X 表示 ( )（A ）质子 （B ）电子 （C ）光子 （D ）中子答案:D 解析：本题考查核反应时电荷数和质量数守恒。
高三物理专题复习(原子核物理)
高三物理专题复习《原子结构与原子核》一、粒子散射实验（1）粒子散射实验装置粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。
（2）实验的观察结果α粒子散射实验的实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°.卢瑟福的原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．带负电的电子在核外空间绕着核旋转．【复习巩固题】1、(多选题)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等2、(2013·福建高考)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()3、在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是()A ．可能在①区域B ．可能在②区域C ．可能在③区域D ．可能在④区域二、氢原子光谱（1）光谱与光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。
这种方法叫做光谱分析。
原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。
高考物理原子物理总复习
D.原子只处在一系列不连续的能量状态中
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【解析】α粒子散射实验的意义，在于它是 原子的核式结构理论建立的基础. 答案为A.
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【例2】处于基态的氢原子在某单色光的照射 下，只能发出频率为1、2、3的三种光， 且1 ＜2 ＜3，则该照射光的光子能量（C） A.h1 ； B.h2 ； C.h3； D.h(1 +2 +3)；
原子物理
原子结构 原子核组成 核能
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原子的核式结构与玻尔理论
一、原子的核式结构 1.实验基础：用α粒子轰击金箔，结果大多
数α粒子穿过金箔后沿原方向前进，少数α粒子 发生了较大的偏转，极少数α粒子偏转角度超过 90°，有的甚至被弹回.该实验就是α粒子散射实 验.
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2.结论：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部 正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间 绕着核旋转.
原子核所带的正电荷数等于核外电子数，所以整个原子是中性的，电 子绕核运动的向心力就是核对它的库仑力.
3.原子和原子核的大小：原子的大小数量级大约是10-10m，原子核 的大小数量级在10-15～10-14m之间.
C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率 的光子
D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核运 转的频率
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【例1】在α粒子散Байду номын сангаас实验中，有少数α粒子发生 了较大角度偏转， 其原因是（A）
A.原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在原子中 心一个很小的 核上
3原子物理复习
3．原子物理复习一、知识框架二、例题讲解1．原子物理与光电效应结合例1．研究光电效应时，已经知道金属钠的逸出功为2.29eV ，现有一系列处于n=4能级的氢原子，用它在跃迁过程中发出的光照射金属钠，氢原子的能级结构图如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A ．跃迁过程中将释放5种频率的光子B ．跃迁过程中释放光子的最小能量为1.89eVC ．跃迁过程中释放光子的最大能量为13.6eVD ．跃迁过程中释放的光子有4种能引起光电效应2．原子物理与动量守恒结合例2．一个静止的氮核14 7N 俘获一个速度为2.3×107 m/s 的中子生成一个复核A ，A 又衰变成B 、C 两个新核．设B 、C的速度方向与中子速度方向相同，B 的质量是中子的11倍，B 的速度是106 m/s ，B 、C 两原子核的电荷数之比为5:2.求：(1)C 为何种粒子？ (2)C 核的速度大小．3．与磁场的结合例3．.A 、B 两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a 、b 、c 、d 分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（ ）A ．a 为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹B ．b 为α粒子轨迹，d 为β粒子轨迹C ．b 为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹D ．a 为α粒子轨迹，d 为β粒子轨迹专题训练1．氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光。
已知其中的两个波长分别为1λ和2λ，且1λ>2λ,则另一个波长可能是（ ）（多选）A ．1λ+2λB ．1λ-2λC ．1212λλλλ+D ．1212λλλλ- 2．关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）A ．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B ．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大．因此贯穿物质的本领很强C ．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β哀变D ．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线3．238 92 U 衰变为222 86 Rn 要经过m 次α衰变和n 次β衰变，则m ，n 分别为（ ）A ．2，4B ．4，2C ．4，6。
高中物理原子物理复习 题集附答案
高中物理原子物理复习题集附答案高中物理原子物理复习题集附答案1. 题目：原子的结构答案：原子是物质的基本单位，由带正电荷的质子、带负电荷的电子和不带电荷的中子组成。
质子和中子位于原子的中心核内，电子围绕核外的能级轨道上运动。
原子的核质量主要由质子和中子确定，而电子的质量极小，在核质量中可以忽略不计。
2. 题目：原子的电离答案：原子失去或获得电子后形成的带电粒子称为离子。
当原子失去电子时，成为正离子；当原子获得电子时，成为负离子。
原子的电离可以通过外界提供足够的能量来实现，如高温、电场或电子碰撞等。
3. 题目：波粒二象性答案：根据量子力学理论，粒子既可以表现为粒子的形态，又可以表现为波动的形态，这种性质被称为波粒二象性。
电子、光子等微观粒子都具有波粒二象性，其性质既可以用粒子性来描述，也可以用波动性来解释。
4. 题目：量子化答案：量子化是指微观粒子的能量、角动量等物理量只能取特定的离散值，不能连续变化的现象。
量子化的概念是根据波粒二象性提出的，大大改变了经典物理学对微观世界的理解。
量子化现象被广泛应用于原子物理、分子物理等领域。
5. 题目：波函数和概率密度答案：波函数描述了波动粒子的状态，并可用于计算其性质。
波函数的平方模的积分对应于粒子存在的概率密度，即找到粒子存在的可能性。
波函数的具体形式和计算方法需要借助量子力学的数学工具，如薛定谔方程等。
6. 题目：电子云模型答案：电子云模型是描述电子在原子内部轨道运动的一种模型。
该模型假设电子在原子中不具体的轨道线路，而是存在于形状复杂的波函数区域内，这个区域就是电子云。
电子云模型为我们理解原子的化学性质和光谱现象提供了重要的参考。
7. 题目：量子数和电子轨道答案：量子数是用于描述原子内电子状态的参数。
主量子数（n）决定了电子的能级，角量子数（l）确定了电子轨道的形状，磁量子数（ml）描述了电子轨道在空间中的取向，自旋量子数（ms）表示电子自旋方向。
8. 题目：原子光谱答案：原子光谱是通过将原子激发到高能级，并随后返回低能级而产生的特定波长的光。
原子物理复习专题
原子物理复习专题［知识框架］原子结构专题 一. 原子的核式结构1. 阴极射线实验——电子的发现（汤姆生的贡献）——建立“枣糕”式原子模型。
汤姆生发现电子的重大意义：由于电子的发现，人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。
2. α粒子散射实验——原子核式结构（1）α粒子散射现象（三个要点）：实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，这就是α粒子的散射现象。
（2）原子核式结构：卢瑟福根据α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构学说。
（三点）认为在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核(nucleus)，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
说明：从α粒子散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为1015-～1014-m ，原子半径大约是1010-m ，即原子核半径只相当于原子半径的万分之一，原子核体积只相当于原子体积万亿分之一。
二. 玻尔理论（为解决核式结构与经典电磁理论的矛盾而提出）1. 玻尔理论的三条假设（1）定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量的状态中，在这些状态中原子是稳定，电子虽然绕原子核做圆周运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。
（2）跃迁假设：电子从一个定态轨道跃迁到另一个定态轨道上时，会辐射或吸收一定频率的光子，能量由这两种定态的能量差来决定，即h E Eν=-初终（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。
2. 玻尔氢原子理论（1）氢原子的轨道半径与能量：说明：公式中r1、E1分别指第一条（离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时原子的能量； rn、En的分别表示第n条可能轨道半径和电子在这条轨道上运动时原子的能量。
2014年原子物理总复习
一.每章习题： 第一章 原子的基本状况1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。
问质子与金箔。
问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个e +电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο。
当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。
根据上面的分析可得：220min124p Ze Mv K r πε==，故有：2min04pZe r K πε=19291361979(1.6010)910 1.141010 1.6010---⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯米由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其与靶核的作用的最小距离仍为131.1410-⨯米。
1.5 α粒子散射实验的数据在散射角很小15οθ≤（）时与理论值差得较远，时什么原因？ 答：α粒子散射的理论值是在“一次散射“的假定下得出的。
而α粒子通过金属箔，经过好多原子核的附近，实际上经过多次散射。
至于实际观察到较小的θ角，那是多次小角散射合成的结果。
既然都是小角散射，哪一个也不能忽略，一次散射的理论就不适用。
所以，α粒子散射的实验数据在散射角很小时与理论值差得较远。
第二章 原子的能级和辐射2.2 试由氢原子的里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势。
解：电离能为1E E E i-=∞，把氢原子的能级公式2/n Rhc E n -=代入，得：Rhc hc R E H i =∞-=)111(2=13.60电子伏特。
电离电势：60.13==eE V ii伏特 第一激发能：20.1060.134343)2111(22=⨯==-=Rhc hc R E H i 电子伏特 第一激发电势：20.1011==eE V 伏特 2.3 用能量为12.5电子伏特的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能基跃迁时，会出现那些波长的光谱线？ 解：把氢原子有基态激发到你n=2,3,4……等能级上去所需要的能量是：)111(22nhcR E H -= 其中6.13=H hcR 电子伏特2.10)211(6.1321=-⨯=E 电子伏特1.12)311(6.1322=-⨯=E 电子伏特 8.12)411(6.1323=-⨯=E 电子伏特其中21E E 和小于12.5电子伏特，3E 大于12.5电子伏特。
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《原子物理》复习
第一章 原子的位形：卢瑟福模型
(1) 电子的电荷量e =__________；电子的质量m e =__________；质子的质量m p =___________；m e c 2=________eV ；m p c 2=______eV ；1eV=_______J ；1u=_______kg 。
(2) 质量数为A ，密度为ρ(g/cm 3)的原子，其质量m A =_______kg ，该原子的半径为r A =_________。
(3) 卢瑟福模型认为正电荷在原子中的分布：_________________________________________；汤姆逊模型认为正电荷在原子中的分布为：_________________________________。
(4) 库仑散射公式：2cot 2θa b =，其中c
E e Z Z a 02214πε=称为__________，E c =______，称为入射粒子在质心系的动能；b 称为________，θ为_________。
(5) 动能为5MeV 的质子与He 原子发生散射，其瞄准距离为5fm ，则其散射角为_______。
(6) 卢瑟福散射公式：2sin d 42
sin d sin 216'd 224
2θπθθθπ--==a Nnt a ntN N (7) . 1-2,1-3,1-4,1-6
第二章 原子的量子态：玻尔模型
02
220210222
2
222
410.126.136.13,)(21,6.13)(2121a Z n m m m e
Z n r n
c
Z v m keV eV hc eV R R m m m hc c R m m m m eV n Z m m m n Z m m m c m n c Z E A e A A n n H H A e A A A A
e A e A A e A A e A e A n ⋅⋅+===⋅==⋅+==+=⨯+-=+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-μπεααμμααμ
. 2-1, 2-2, 2-3, 2-8 第三章 量子力学导论
(1)
德布罗意关系式λ=_________ (2) 四个量子数(n ,l ,m l ,m s )中，n 的物理意义是________，l 的物理意义是__________。
(3) 角量子数l =2时，其相应的角动量的大小为__________。
在外磁场B 中，其m l =2，则该角动量与B 的夹角为____________。
m l =1与m l =2的角动量的夹角为_______
(4)
n =4，则l 的可能值有_________________。
(5) l=3，在磁场B 下，m l 的可能值有_____________________。
第四章 原子的精细结构：电子的自旋
(1) 原子中电子绕核运动的磁矩l μ 与电子的轨道角动量L
之间的关系为_________________。
(2) 电子绕核运动的磁矩与轨道角动量的方向______________。
(3) 拉莫尔进动μγμ ⨯=B t
d d 表明，在均匀外场B 中，一个高速旋转的磁矩并不向B 方向靠拢，而是以一定的角速度ω =_______绕_____作进动，ω
的方向与______方向一致。
(4) 施特恩－盖拉赫实验证明了：(a)原子在磁场中的取向是
_______的，或者说是空间_________的事实；(b)电子自旋假设的正确，其自旋量子数s =______；(c)电子自旋磁矩数值的正确，
z s ,μ=_____，g s =___。
(5) 自旋s =1，角量子数l =2的体系LS 耦合的原子态有________。
(6) 2P 3/2的磁矩为________
(7) 磁矩为μ 的体系，在外磁场B 中具有势能U=_______。
(8) 自旋-轨道相互作用引起的附加能量U 正比于_______。
(9) 正常塞曼效应的特点是谱线在外磁场B 作用下一分为三，彼此间隔相等，且间隔值为_________。
这是由于体系_________引起的。
(10) 2D 3/2态的原子束经过不均匀磁场时，分裂为_____束。
(11) 1D 2→1F 3的谱线在均匀外磁场B 中，分裂为_____条，相邻
两谱线的间隔为_______。
(12)2D3/2态在磁场B中，能级分裂为____条，相邻两能级的间隔为_____。
. 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6, 4-8, 4-10, 4-11, 4-12
第五章多电子原子：泡利原理
(1)量子数为l1，l2的两个角动量相互耦合后得到的新角动
量的量子数的可能值有l=_____________________________
(2)3d4f的LS耦合的原子态按能级由低到高的循序为
_______________________________，jj耦合的原子态有________________________________。
(3)泡利不相容原理：在一个原子中不可能有两个或两个以
上的电子具有完全相同的四个量子数____________。
(4)p轨道可容纳______个电子。
(5)n p2的LS耦合中能级最低的原子态为_______，能级最
高的原子态为________。
(6)对于一个给定的电子组态形成的一组原子态，自旋
s_____的原子态其能级最低；对同一s，l值越大，能级_______。
当同科电子数小于或等于闭壳层占有数的一半时，具有最小j值
能级____，称为__________；当同科电子数大于闭壳层占有数的
一半时，具有最大j值的能级_______，称为__________。
. 5-2~5-7, 5-9~5-12
第六章X射线
(1)比短的X射线称为__________，比长的X射线称为________。
(2)带电粒子在加速或减速时必伴随着_______；而当带电粒子与原子(原子核)相碰撞，发生骤然减速时，由此伴随产生的辐射称为___________，又称___________。
(3)由于带电粒子在到达靶核时，在库仑力作用下，带电粒子的速度是连续变化的，所以轫致辐射的X射线具有________的性质。
(4)轫致辐射产生的X射线的最小波长与电压的关系为
=______。
min
(5)特征辐射(标识辐射)是________________产生的。
(6)电子在同步回旋加速器（或其它圆形加速器）中做圆周运动时产生的辐射，称为_________。
(7)X射线与物质散射中出现波长的增长量随散射角的不同而不同的效应称为__________。
(8) 波长为的X 射线与物质发生散射，在45°散射角的波长增量λ∆=_______，散射光子的能量为_________，其反冲电子的动能为_________。
(9) 某物质的吸收系数μ=cm ，其吸收长度为_____，强度I 0的X 射线进入该物质5cm 后，其强度变为I =__________。
. 6-1, 6-6, 6-7, 6-8, 6-9
第七章 原子核物理概论
(1) 某元素 43
X A ，其质子数为____，中子数为___，质量数为___。
(2) 放出带两个正电荷的氦核的衰变称为_______；放出电子，同时放出反中微子的衰变称为________；放出正电子，同时放出中微子的衰变称为_________。
(3) 某放射性元素的衰变常数为λ，则其半衰期为2/1T =_____，平均寿命τ=____________。
(4) ++→+Kr Ba U n 893614456235
92_________。
(5) +C 12______N 13→
(6) 某放射性元素的平均寿命为10d ，2d 后未衰变的原子数目是原来的____，在第2d 内发生衰变的数目是原来的_____。
(2.0-e ,2.01.0---e e )
(提示：衰变系数d 101=λ，t e N N λ-=0)。