原子物理习题
原子物理学习题与答案
h
； B.E= h ，P= ;
C. E=h ，p=
;
D. E= ，p=
20 为使电子的德布罗意假设波长为 0.39nm , 应加多大的能量： A．20eV； B.10eV； C.100eV； D.150eV -7 21.如果一个原子处于某能态的时间为 10 S,原子这个能态能量的最小不确定数量级为 （以焦耳 为单位） ： -34 -27 -24 -30 A．10 ； B.10 ； C.10 ； D.10 -13 22.将一质子束缚在 10 cm 的线度内,则估计其动能的量级为： -20 A. eV； B. MeV； C. GeV； D.10 J 23.按量子力学原理,原子状态用波函数来描述. 不考虑电子自旋,对氢原子当有确定主量子数 n 时,对应的状态数是： 2 2 A．2n； B.2n+1； C.n ； D.2n 24.按量子力学原理,原子状态用波函数来描述.不考虑电子自旋,对氢原子当 nl 确定后,对应的 状态数为： 2 A.n ； B.2n； C. l ； D.2 l +1 25.按原子力学原理,原子状态用波函数来描述.考虑电子自旋,对氢原子当 nl 确定后,对应的状 态数为： 2 A.2(2 l +1) ； B.2 l +1； C. n； D.n 26.按量子力学原理,原子状态用波函数来描述.考虑自旋对氢原子当 nl m 确定后对应的状态数 为：A.1； B.2； C.2 l +1； D. n 27.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 28.单个 d 电子的总角动量投影的可能值为： A.2 ，3 ； B.3 ，4 ； C.
原子物理习题
部分高校原子物理学试题汇编试卷Ａ (聊师）一、选择题1.分别用１MeV的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：Ａ。
1/4；Ｂ。
1/2; Ｃ.１; Ｄ.２.2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为:A。
4; B.6； C.10; D.12。
3。
根据玻尔－索末菲理论，n=4时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为：A.1； B。
2; C.3; D.4。
4。
f电子的总角动量量子数j可能取值为：A。
1/2，3/2； B.3/2，5/2; C.5/2，7/2； D。
7/2,9/2.5。
碳原子(C，Z＝6）的基态谱项为A。
3P O; B。
3P2； C.3S1； D.1S O。
6.测定原子核电荷数Z的较精确的方法是利用A。
α粒子散射实验; B。
x射线标识谱的莫塞莱定律；C.史特恩－盖拉赫实验； D。
磁谱仪.7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（K）A.107;B.105; C。
1011； D.1015。
8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？A。
中子； B。
中微子； C。
光子； D。
α粒子9.在（1）α粒子散射实验,(2)弗兰克－赫兹实验，（3）史特恩－盖拉实验,（4)反常塞曼效应中，证实电子存在自旋的有：A。
（1），（2）; B。
（3）,（4)； C。
（2），（4）； D。
（1）,（3）。
10。
论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数l的简并消除。
论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子光谱精细结构。
下面判断正确的是：A.论述甲正确，论述乙错误;B。
论述甲错误,论述乙正确；C。
论述甲，乙都正确，二者无联系；D。
论述甲，乙都正确，二者有联系.二、填充题（每空2分，共20分）1．氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（）.2．两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的( ）倍。
原子物理学习题答案
1. 一强度为I的粒子束垂直射向一金箔，并为该金箔所散射。
若 =90°对应的瞄准距离为b，则这种能量的粒子与金核可能达到的最短距离为： B (A) b(B) 2b(C) 4b(D) 0.5b2. 在同一粒子源和散射靶的条件下观察到粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为： C(A) 4:1 ( B) 1:2 (C) 1:4 (D) 1:83. 一次电离的氦离子（H e+）处于n=2的激发态，根据波尔理论，能量E为 C(A) -3.4eV ( B) -6.8eV (C) -13.6eV (D) -27.2eV4．夫兰克—赫兹实验证明了B(A) 原子内部能量连续变化(B) 原子内存在能级(C) 原子有确定的大小(D) 原子有核心5. 下列原子状态中哪一个是氦原子的基态？DA. 1P1B. 3P1C. 3S1D. 1S06. 若某原子的两个价电子处于2s2p组态,利用L-S耦合可得到其原子态个数：CA. 1B. 3C. 4D. 67. 一个p电子与一个 s电子在L－S耦合下可能有原子态为：CA. 3P0,1,2, 3S1B. 3P0,1,2 , 1S0C. 1P1 ,3P0,1,2D. 3S1 ,1P18. 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：CA. 4个B. 9个C. 12个D. 15个9. 氦原子有单态和三重态,但1s1s 3S1并不存在,其原因是: BA. 因为自旋为1/2, 1=2=0 故J=1/20B. 泡利不相容原理限制了1s1s 3S1的存在C. 因为三重态能量最低的是1s2s 3S1D. 因为1s1s 3S1和1s2s 3S1是简并态。
10. 泡利不相容原理说: DA.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11. 硼（Z=5）的B+离子若处于第一激发态,则电子组态为：AA. 2s2pB. 2s2sC. 1s2sD. 2p3s12. 铍（Be）原子若处于第一激发态,则其电子组态：DA. 2s2sB. 2s3pC. 1s2pD. 2s2p13. 若镁原子处于基态,它的电子组态应为：CA．2s2s B. 2s2p C. 3s3s D. 3s3p14. 氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为：CA. 0B. 2C. 3D. 115. 氦原子由状态1s3d 3D3,2,1向1s2p 3P2,1,0跃迁时可产生的谱线条数为： CA. 3B. 4C. 6D. 516. 以下电子排布式是基态原子的电子排布的是 D12s1② 1s22s12p1① 1s22s22p63s2 ④ 1s22s22p63s23p1③ 1sA．①②B．①③C．②③D．③④17．在原子的第n层电子层中，当它为最外电子层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同，当它为次外层时，最多容纳的电子数比(n＋1)层多容纳10个电子，则此电子层为 CA．K层B．L层C．M层D．N层18. 碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生: DA) 相对论效应B) 原子实极化C) 价电子的轨道贯穿D) 价电子自旋与轨道角动量相互作用19. 处于L=3, S=2原子态的原子,其总角动量量子数J的可能取值为: B(A) 3, 2, 1 (B) 5, 4, 3, 2, 1(C) 6, 5, 4, 3 (D) 5/2, 4/2, 3/2, 2/2, 1/220. 在LS耦合下，两个同科p电子能形成的原子态是：C(A) 1D，3D (B) 1P，1D，3P，3D(C) 1D，3P，1S (D) 1D，3D，1P，3P，1S，3S21．氩（Ｚ＝18）原子基态的电子组态及原子态是：A22s22p63s23p6 1S0 Ｂ. 1s22s22p6２p63d8 3P0Ａ. 1s22s22p63p8 1S0 Ｄ. 1s22s22p63p43d2 2D1/2Ｃ. 1s22. 满壳层或满次壳层电子组态相应的原子态是: B(A) 3S0(B)1S0(C) 3P0(D) 1P123. 由状态2p3p 3P到2s2p 3P的辐射跃迁：C(A) 可产生9条谱线( B) 可产生7条谱线(C) 可产生6条谱线( D) 不能发生24. 某原子的两个等效d电子组成原子态1G4、1D2、1S0、3F4,3,2和3P2,1,0，则该原子基态为： C(A) 1S0(B) 1G4(C) 3F2(D) 3F425．原子发射伦琴射线标识谱的条件是: CA. 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. 原子中电子的自旋—轨道作用很强26. 用电压V加速的高速电子与金属靶碰撞而产生X射线，若电子的电量为- e，光速为c，普朗克常量为h，则所产生的X射线的短波限为：C(A) hc2/eV(B) eV/2hc(C) hc/eV(D) 2hc/eV27. X射线的连续谱有一定的短波极限,这个极限 A（A）只取决定于加在射线管上的电压, 与靶材料无关.（B）取决于加在射线管上的电压,并和靶材料有关（C）只取决于靶材料,与加在射线管上的电压无关（D）取决于靶材料原子的电离能.28. 利用莫塞莱定律，试求波长0.1935nm的K 线是属于哪种元素所产生的？B(A) Al（Z=13）(B) Fe（Z=26）(C) Ni（Z=28）(D) Zn（Z=30）。
高三物理原子练习题
高三物理原子练习题1. 题目：下列关于原子和原子结构的说法中，正确的是（）A. 电子、质子和中子是原子的基本组成部分B. 电子负载在一个原子核外的轨道上C. 原子核是一个带正电的粒子D. 原子的大小主要由电子云决定2. 题目：以下关于元素周期表的叙述，错误的是（）A. 元素周期表是按照元素的原子序数从小到大排列的B. 周期表的第一行代表着1周期C. 周期表的最后一行代表着7周期D. 元素周期表中的元素以相似的化学性质周期性地分布3. 题目：下列关于原子核的说法中，不正确的是（）A. 原子核由质子和中子组成B. 原子核带有正电荷C. 原子核在原子中的体积很小，但质量却占据绝大部分D. 原子核带有自旋4. 题目：下列关于电子云的说法中，错误的是（）A. 电子云是由电子构成B. 电子云在原子核外形成了一定的空间分布C. 电子云的位置和速度可以同时确定D. 电子云的分布与电子的能量有关5. 题目：下列关于原子尺寸的说法中，正确的是（）A. 原子的尺寸是确定且不变的B. 原子的尺寸越大，其原子核和电子间的相互作用越强C. 原子的尺寸可由原子核的大小确定D. 原子的尺寸可以用电子云的外径表示6. 题目：下列关于原子核内质子和中子的说法中，正确的是（）A. 质子和中子的质量相等B. 质子和中子的数量决定了元素的化学性质C. 质子和中子的电荷数相等D. 质子和中子均带有自旋7. 题目：以下关于原子模型的发展历程的说法，正确的是（）A. 托姆逊提出的原子模型中，原子有质子和电子两种基本组成部分B. 波尔提出的原子模型中，电子分布在不同的轨道上C. 瑞利提出了电子云的概念，说明了电子的双性D. 卢瑟福通过金箔实验发现了原子核的存在，提出了实验原子模型8. 题目：下列关于元素的说法中，不正确的是（）A. 元素是由相同种类的原子组成的，具有相同的原子序数B. 元素可以在化学反应中被分解为其他化合物C. 元素是构成物质的基本单位D. 元素可以通过化学方法进行定性分析9. 题目：下列关于原子核和电子云的比较中，正确的是（）A. 原子核带有负电，电子云带有正电B. 原子核的质量占据了整个原子的大部分C. 电子云的体积大于原子核D. 原子核和电子云都是以静止的状态存在10. 题目：以下关于同位素的叙述中，错误的是（）A. 同位素是指具有相同质子数但中子数不同的核素B. 同位素具有相似的化学性质C. 同位素的存在导致了同一元素的相对原子质量不同D. 同位素的存在对元素周期表的排列没有影响以上是高三物理原子练习题，希望能够帮助你巩固对原子和原子结构的理解。
原子物理学杨福家1-6章_课后习题答案
原子物理学课后前六章答案（第四版）杨福家著(高等教育出版社)第一章：原子的位形：卢瑟福模型 第二章：原子的量子态：波尔模型 第三章：量子力学导论第四章：原子的精细结构：电子的自旋 第五章：多电子原子：泡利原理 第六章：X 射线第一章 习题1、2解1.1 速度为v 的非相对论的α粒子与一静止的自由电子相碰撞，试证明：α粒子的最大偏离角约为10-4rad.要点分析: 碰撞应考虑入射粒子和电子方向改变.并不是像教材中的入射粒子与靶核的碰撞(靶核不动).注意这里电子要动.证明：设α粒子的质量为Mα，碰撞前速度为V ，沿X 方向入射；碰撞后，速度为V'，沿θ方向散射。
电子质量用me 表示，碰撞前静止在坐标原点O 处，碰撞后以速度v 沿φ方向反冲。
α粒子-电子系统在此过程中能量与动量均应守恒，有：222212121v m V M V M e +'=αα （1）ϕθααcos cos v m V M V M e +'= （2）ϕθαsin sin 0v m V M e -'= （3）作运算：（2）×sin θ±(3)×cos θ,得)sin(sin ϕθθα+=VM v m e （4）)sin(sin ϕθϕαα+='VM V M （5）再将（4）、（5）二式与（1）式联立，消去Ｖ’与v化简上式，得（６）θϕμϕθμ222sin sin )(sin +=+ （７）视θ为φ的函数θ（φ），对（7）式求θ的极值，有令sin2(θ+φ)-sin2φ=0 即 2cos(θ+2φ)sin θ=0若 sin θ=0, 则 θ=0（极小） （8）（2）若cos(θ+2φ)=0 ,则 θ=90º-2φ （9）将（9）式代入（7）式，有θϕμϕμ2202)(90si n si n si n +=-θ≈10-4弧度（极大）此题得证。
1.2（1）动能为5.00MeV 的α粒子被金核以90°散射时，它的瞄准距离（碰撞参数）为多大？（2）如果金箔厚1.0 μm ，则入射α粒子束以大于90°散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒子的百分之几？要点分析:第二问是90°～180°范围的积分.关键要知道n, 注意推导出n 值.其他值从书中参考列表中找.解：（1）依金的原子序数Z2=79答：散射角为90º所对所对应的瞄准距离为22.8fm.(2)解: 第二问解的要点是注意将大于90°的散射全部积分出来.(问题不知道nA,但可从密度与原子量关系找出)从书后物质密度表和原子量表中查出ZAu=79,AAu=197, ρAu=1.888×104kg/m3依θa2 sin即单位体积内的粒子数为密度除以摩尔质量数乘以阿伏加德罗常数。
完整版)原子物理学练习题及答案
完整版)原子物理学练习题及答案1、在电子偶素中，正电子与负电子绕共同质心运动。
在n=2状态下，电子绕质心的轨道半径等于2m。
2、氢原子的质量约为938.8 MeV/c2.3、一原子质量单位定义为原子质量的1/12.4、电子与室温下氢原子相碰撞，要想激发氢原子，电子的动能至少为13.6 eV。
5、电子电荷的精确测定首先是由XXX完成的。
特别重要的是他还发现了电荷是量子化的。
6、氢原子n=2.l=1与氦离子He+ n=3.l=2的轨道的半长轴之比为aH/aHe+=1/2，半短轴之比为bH/bHe+=1/3.7、XXX第一轨道半径是0.529×10-10 m，则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=2.12×10-10 m，半短轴b有两个值，分别是1.42×10-10 m，2.83×10-10 m。
8、由估算得原子核大小的数量级是10-15 m，将此结果与原子大小数量级10-10 m相比，可以说明原子核比原子小很多。
9、提出电子自旋概念的主要实验事实是XXX-盖拉赫实验和朗茨-XXX。
10、钾原子的电离电势是4.34 eV，其主线系最短波长为766.5 nm。
11、锂原子（Z=3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为1.19 eV。
12、考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为2P1/2 -。
2S1/2.13、如果考虑自旋，但不考虑轨道-自旋耦合，碱金属原子状态应该用量子数n。
l。
XXX表示，轨道角动量确定后，能级的简并度为2j+1.14、32P3/2 -。
22S1/2与32P1/2 -。
22S1/2跃迁，产生了锂原子的红线系的第一条谱线的双线。
15、三次电离铍（Z=4）的第一玻尔轨道半径为0.529×10-10 m，在该轨道上电子的线速度为2.19×106 m/s。
16、对于氢原子的32D3/2态，其轨道角动量量子数j=3/2，总角动量量子数J=2或1，能级简并度为4或2.20、早期的元素周期表按照原子量大小排列，但是钾K（A=39.1）排在氩Ar（A=39.9）前面，镍Ni（A=58.7）排在钴Co（A=58.9）前面。
原子物理习题集
第六章 X射线
• 例1.某X光机的高压为10万伏，问发射光子 的最大能量多大？算出发射X光的最短波长。 • 例2.铝（Al）被高速电子束轰击而产生的连 续X光谱的短波限为5A。问这时是否也能观 察到其标识谱K系线。
• 例3.已知Al和Cu对于λ＝0.7A的X光的质量 吸收系数分别是0.5m2/kg和5.0m2/kg。Al和 Cu的密度分别为2.7×103kg/m3和 8.93×103kg/m3。现若分别单独用Al板或铜 板作挡板，要使波长为0.7A的X光的强度减 至原来强度的1/100，问要选用的Al板或Cu 板应多厚？
• 例7.已知一对正负电子绕共同的质心转动会 暂时形成类似于H原子结构的“正电子素”， 试计算“正电子素”由第一激发态向基态 跃迁发射光谱的波长为多少？ • 例8.某类H原子，它的帕邢系第三条谱线和 H原子的Lyman系第一条谱线的频率几乎一 样，问该原子是何种元素？
• 例9.计算H原子的2p态电子在质子处产生的磁场 （根据玻尔模型作估计） • 例10.在Stern-Gerlach实验中，处于基态的窄银原 子束通过不均匀横向磁场，梯度为103T/m，磁场 横向范围L1＝0.04m，L2=0.10m，原子速度为5 ×102m/s，屏上两束分开的距离为d=0.002m，试 确定原子磁矩在磁场方向上的投影的大小（磁场 边缘的影响可忽略）。
第一章 卢瑟福模型
• 例1.若Rutherford 散射用的α粒子是放射性 物质Ra放射的，其动能是7.68MeV，散射 物质是原子序数Z=79的金箔，试问θ=150。 所对应的瞄准距离b多大？ • 例2. 若用动能为1MeV的质子射入金箔 (Z=79)，问质子与金箔原子核可能达到的 最小距离多大。若用同样能量的D核代替质 子，其与金箔原子核的最小距离是多大？
原子物理期末复习题
可能的原子态：
4s4s：1S0；
4s3d：1D2、3D3,2,1；
4s4p：1P1、3P2,1,0；
4s5s：1S0、3S1。
能级跃迁图：
常数表
普朗克常数h= 6.62610-34Js = 4.13610-15eVs里德堡常数R= 1.097107m-1
基本电荷e= 1.60210-19C阿伏伽德罗常数NA= 6.0221023mol-1
可形成的原子态为
3S1,3P2, 1, 0,3D3, 2, 1，1S0，1P1，1D2
4.钙原子（Z=20）基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到5s态（中间有3d和4p态），当它由4s5s组态向低能态直至基态跃迁时，可产生哪些光谱跃迁？画出能级跃迁图（钙原子能级属 耦合，三重态为正常次序）。
A. 10-2; B. 10-4; C. 10-6; D. 10-10。
2.卢瑟福由 粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是：[D]
A.普朗克能量子假设; B.爱因斯坦的光量子假设;
C.狭义相对论; D.经典理论。
3.对氢原子,考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为:[A]
4.二次电离的碳离子（C++）按其能级和光谱的特点，应属于类氦离子；其基态原子态是___ （或 ）____________；由 态向 态跃迁可产生3条光谱线。
5.在正电子与负电子形成的电子偶素中，正电子与负电子绕它们共同的质心的运动，在n= 2的状态，电子绕质心的轨道半径等于0.212nm。
6.钾原子的电离电势是4.34V，其主线系最短波长为2.86 102nm。
Vmin= (2 /me)1/2= (2 48.36/(0.511 106))1/2 3 108= 4.13 106ms-1(3分)
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基本练习：1．选择题：（1）在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线：CA ．0； B.1； C.2； D.3（2）正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为：CA ．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（3）B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩（g ＝2／3）是 AA.B μ33； B. B μ32； C. B μ32 ； D. B μ22. (4)在强外磁场中原子的附加能量E ∆除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有：D A.朗德因子和玻尔磁子 B.磁量子数、朗德因子 C.朗德因子、磁量子数M L 和M J D.磁量子数M L 和M S(5)塞曼效应中观测到的π和σ成分,分别对应的选择定则为：AA ；)(0);(1πσ±=∆J M B. )(1);(1σπ+-=∆J M ;0=∆J M 时不出现；C. )(0σ=∆J M ，)(1π±=∆J M ；D. )(0);(1πσ=∆±=∆S L M M (6)原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为：B A ．B μ315； B. 0； C. B μ25； D. B μ215- (7)若原子处于1D 2和2S 1/2态,试求它们的朗德因子g 值：DA ．1和2/3； B.2和2/3； C.1和4/3； D.1和2 （8）由朗德因子公式当L=S,J ≠0时,可得g 值：C A ．2； B.1； C.3/2； D.3/4 （9）由朗德因子公式当L=0但S ≠0时,可得g 值：D A ．1； B.1/2； C.3； D.2（10）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（11）某原子处于4D 1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为：C A ．2个； B.9个； C.不分裂； D.4个（12）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：BA.4D 3/2分裂为2个；B.1P 1分裂为3个；C.2F 5/2分裂为7个；D.1D 2分裂为4个(13)如果原子处于2P 3/2态，将它置于弱外磁场中时，它对应能级应分裂为：D A.3个 B.2个 C.4个 D.5个(14)态1D 2的能级在磁感应强度B 的弱磁场中分裂多少子能级?B A.3个 B.5个 C.2个 D.4个(15)钠黄光D 2线对应着32P 3/2→32S 1/2态的跃迁，把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂：BA.3条B.6条C.4条D.8条(16)碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D 3/2→2P 3/2)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B A.3条 B.6条 C.4条 D.9条2．简答题:（1）原子的总磁矩与总角动量之间有何关系？这个关系是否受耦合方式的影响？ （2）在什么条件下朗德g 因子的值为1或2？（3）什么叫拉莫进动，由进动附加的角动量及磁矩在什么方向上？（4）外磁场对原子作用引起的附加能量与那些物理量有关？什么叫磁能级的裂距？ （5）史特恩-盖拉赫实验证实了原子的那些性质？在这个实验中利用周期表中第一族元素，而且是处于基态的原子束，其目的是什么？（6）什么叫正常及反常塞曼效应？什么叫帕邢-背克效应？它们各在什么条件下产生？在这里判断磁场强弱的依据是什么？（7）在“弱”磁场和“强”磁场两种情况下，用那些量子数表征原子中电子的状态？ （8）在史特恩-盖拉赫实验中，接收屏上原子束为(2J+1) 条，在塞曼效应中，塞曼磁能级分为（2J+1）层，这当然是两回事，但在本质上又有何相同之处。
3．计算题：(1)氦原子从1D 2→1P 1跃迁的谱线波长为6678.1埃,(a)计算在磁场B 中发生的塞曼效应(,用L 洛表示); (b) 平行于磁场方向观察到几条谱线？偏振情况如何？(c)垂直于磁场方向观察到几条谱线？偏振情况如何？(d)写出跃迁选择定则，画出相应跃迁图 .（2）H g 原子从6s7s 3S 1→6s6p 3P 1的跃迁发出波长为4358埃的谱线,在外磁场中将发生何种塞曼效应？试分析之.原子物理学第六章作业 （Ch S L 教材197页）6.1 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。
解：（1）原子在不均匀的磁场中将受到力的作用，力的大小与原子磁矩（因而于角动量）在磁场方向的分量成正比。
钒原子基态2/34F 之角动量量子数2/3=J ，角动量在磁场方向的分量的个数为4123212=+⨯=+J ，因此，基态钒原子束在不均匀横向磁场中将分裂为4束。
（2）J J P meg2=μ h h J J P J 215)1(=+= 按LS 耦合：52156)1(2)1()1()1(1==++++-++=J J S S L L J J gB B J h m e μμμ7746.0515215252≈=⋅⋅⋅=∴ 6.2 已知He 原子0111S P →跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线，其间距厘米/467.0~=∆v，试计算所用磁场的感应强度。
解：裂开后的谱线同原谱线的波数之差为：mcBe g m g m v πλλ4)(1'1~1122-=-=∆ 氦原子的两个价电子之间是LS 型耦合。
对应11P 原子态，1,0,12-=M ；1,1,0===J L S ，对应01S 原子态，01=M ，211.0,0,0g g J L S =====。
mc Be vπ4/)1,0,1(~-=∆ 又因谱线间距相等：厘米/467.04/~==∆mc Be vπ。
特斯拉。
00.1467.04=⨯=∴emcB π 3.Li 漫线系的第一条 (32D 3/2→22P 1/2)在磁场中将分裂成多少条谱线？试作出相应的能级跃迁图。
解答：542/52/322/32/1322/52/31)(2/32=⨯⨯⨯+⨯-⨯+=D g322/32/122/32/1212/32/11)(2/12=⨯⨯⨯+⨯-⨯+=P g跃迁排列图M 3/2 1/2 −1/2 −3/2 M 2g 26/5 2/5 −2/5−6/5 │ │ M 1g 11/3 −1/3M 2g 2−M 1g 1 13/15 11/15 1/15 −1/15 −11/15−13/15因此，无磁场中的一条谱线在磁场中分裂成6条谱线。
能级跃迁图无磁场 有磁场22P1/23/21/2-1/2-3/21/2-1/2MMg6/52/5-2/5-6/51/3-1/332D 3/26.4 在平行于磁场方向观察到某光谱线的正常塞曼效应分裂的两谱线间波长差是οA 40.0。
所用的磁场的B 是2.5特斯拉，试计算该谱线原来的波长。
解：对单重项（自旋等于零）之间的跃迁所产生的谱线可观察到正常塞曼效应。
它使原来的一条谱线分裂为三条，两个σ成分，一个π成分。
π成分仍在原来位置，两个σ成分在π成分两侧，且与π成分间的波数间隔都是一个洛仑兹单位L 。
又2/)1(~,1~λλλλ∆-=∆=∆=vv符号表示波长增加波数减少。
根据题设，把λ∆近似地看作σ成分与π成分间的波长差，则有：L v=∆=∆2/~λλ 其中mc Be L π4/= 因此，ολλA L5.4140101405.47=⨯≈∆=-米 2D 3/22P 1/2-3/2 -1/2 M 3/2 106/3 1/21/2-1/2σ σ π πσ σ6.5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？解：（1）1,0,1,2,2,0,22221=±±====g M J S L D 谱项：。
1,0,1,1,0,11111=±====g M J S L P 谱项：L v)1,0,1(~+-=∆。
可以发生九种跃迁，但只有三个波长，所以ολA 1.6678=的光谱线分裂成三条光谱线，且裂开的两谱线与原谱线的波数差均为L ，是正常塞曼效应。
（2）对2,0,1,1,1,02213=±====g M J S L S 能级：00,0,0,1,1111103======g M g M J S L P ，能级：对L v )2,0,2(~+-=∆，所以ολA 1.7065=的光谱线分裂成三条，裂开的两谱线与原谱线的波数差均为2L ，所以不是正常塞曼效应。
6 Na 原子从 32P 1/2 → 32S 1/2 跃迁的光谱线波长为 5896 Å，在 B =2.5 wb/m 2的磁场中发生塞曼分裂。
问垂直于磁场方向观察，其分裂为多少条谱线？其中波长最长和最短的两条光谱线的波长各是多少Å？ 解答：322/32/122/32/1212/32/11)(2/12=⨯⨯⨯+⨯-⨯+=P g2)(2/12=S g跃迁排列格罗春图： M 1/2 −1/2 M 2g 2 1/3−1/3│ │M 1g 1 1−1M 2g 2−M 1g 1 4/3 2/3 −2/3 −4/3 偏振态 σ π π σ因此在磁场中原谱线分裂为四条。
垂直于磁场方向观察，这四条都能看到。
新谱线的能量为：B g M g M h h B μνν)(11220-+=能量最高和最低的谱线的能量分别为B hch B μλν340max +=B hc h B μλν340min -=分别对应最短和最长的波长。
由 λhchv =得12523100max min62.169622010988.15.2/1092732.03410589613411----=⋅⨯⨯⨯⨯+⨯=⨯+==mmJ T T J m hc B hc h B μλνλ12523100min max64.169590910988.15.2/1092732.03410589613411----=⋅⨯⨯⨯⨯-⨯=⨯-==m mJ T T J m hc B hc h B μλνλ 因此 λmin = 5895.46 Å λmax = 5896.54 Å6.7 S P Na 33→原子从跃迁的精细结构为两条，波长分别为5895.93埃和5889.96埃。
试求出原能级2/32P 在磁场中分裂后的最低能级与2/12P 分裂后的最高能级相并合时所需要的磁感应强度Ｂ。
解：对;34,21,23,23,21,12/32=±±====g M j s l P 能级： ;32,21,21,21,12/12=±====g M j s l P 能级：磁场引起的附加能量为：B mheMgE π4=∆ 设,,,2/122/122/32S P P 对应的能量分别为012,,E E E ，跃迁,,2/122/122/122/32S P S P →→产生的谱线波长分别为12,λλ；那么，οολλA A 93.5895,96.588912==。