2000级原子物理学期末试题
原子物理学期末试卷d
原子物理学D 卷 试题第1页（共3页） 原子物理学D 卷 试题第2页（共3页）皖西学院 学年度第 学期期末考试试卷（D 卷）系 专业 本科 级 原子物理学课程一．填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。
1． 在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中，实验起了重大作用。
2． 夫兰克-赫兹实验中用 碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，从而证实了原子内部能量是 。
3． 线状光谱是 所发的，带状光谱是 所发的。
4． 碱金属原子光谱的精细结构是由于电子的 和 相互作用，导致碱金属原子能级出现双层分裂（s 项除外）而引起的。
5．α衰变的一般方程式为：α→X AZ。
放射性核素能发生α衰变的必要条件为 。
6．原子中量子数l m l n ,,相同的最大电子数是 ；l n ,相同的最大电子数是 ； n 相同的最大电子数是 。
7．X 射线管发射的谱线由 和 两部分构成，它们产生的机制分别是： 和 。
8．二次电离的锂离子++Li的第一玻尔半径，电离电势，第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别为： ， ， 和 。
9．泡利为解释β衰变中β粒子的 谱而提出了 假说，能谱的最大值对应于 的动量为零。
二．单项选择题：本大题共6小题；每小题3分，共18分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。
1． 两个电子的轨道角动量量子数分别为：31=l ，22=l ，则其总轨道角动量量子数可取数值为下列哪一个？（A ）0，1，2，3 （B ）0，1，2，3，4，5（C ）1，2，3，4，5 （D ）2，3，4，5 （ ） 2． 静止的Rb 22688发生α衰变后，α粒子和子核动量大小之比为多少？（A ）111：2 （B ）3：111（C ）2：111 （D ）1：1 （ ） 3． 在原子物理和量子力学中，描述电子运动状态的量子数是：),,,(s l m m l n ，由此判定下列状态中哪个状态是存在的？ （A ）（1，0，0，-1/2） （B ）（3，1，2，1/2） （C ）（1，1，0，1/2） （D ）（3，4，1，-1/2） （ ）4． 在核反应O n n O 158168)2,(中，反应能MeV Q 66.15-=，为使反应得以进行，入射粒子的动能至少为多少？（A ）15.99MeV （B ）16.64MeV （C ）18.88MeV （D ）克服库仑势，进入靶核 （ ） 5． 钾原子的第十九个电子不是填在3d 壳层，而是填在4s 壳层，下面哪项是其原因？（A ） 为了不违反泡利不相容原理； （B ） 为了使原子处于最低能量状态；（C ） 因为两状态光谱项之间满足关系 );3()4(d T s T <（D ） 定性地说，3d 状态有轨道贯穿和极化效应，而4s 状态没有轨道贯穿和极化效应。
原子物理学试题(B卷)
1宜宾学院20xx ——20xx 学年度下期《原子物理学》试题（B 卷）说明：（1）本试题共3 页 三 大题，适用于 物理与电子工程学院 物理学专业。
（2）常数表： h = 6.626 ⨯10-34J ⋅s = 4.136⨯10-15eV ⋅s ；R ∝ = 1.097⨯107m -1；e = 1.602 ⨯ 10-19C ；N A = 6.022⨯1023mol -1； hc = 1240eV ⋅nm ；k = 1.380⨯10-23J ⋅K -1 = 8.617⨯10-5eV ⋅K ； m e = 9.11⨯10-31kg = 0.511Mev/c2；m p = 1.67⨯10-27kg = 938MeV/c 2；a 0 = 0.529⨯10-10m ； m p = 1.67⨯10-27kg = 938MeV/c 2；μB = 9.274⨯10-24J ⋅T -1= 5.788⨯10-5eV ⋅T -； u = 1.66⨯10-27kg = 931MeV/c 2；e24πε = 1.44eV ⋅nm考试时间：120分钟一、填空题（每小题 3 分，共 21 分）1．处于基态42S 1/2的钾原子在B =0.500T 的弱磁场中，可分裂为 个能级，相邻 能级间隔为 （三位有效数字）。
2．原子有效磁矩与原子总磁矩的关系是__________________________________。
3．泡利不相容原理可表述为：_______________________________________________ ____________________。
它只对________子适用，而对____________子不适用。
4．氦原子的激发态常常是其中的一个电子被激发，另一个电子仍留在1s 态，这种情况下，电偶极跃迁的选择定则可简化为∆L = ，∆J = 。
5．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 eV （仅需两位有效数字）。
原子物理学期末考试试卷(E)参考答案
《原子物理学》期末考试试卷（E）参考答案(共100分) 一．填空题(每小题3分，共21分)1．7.16⨯10-3----(3分) 2．（1s2s）3S1（前面的组态可以不写）（1分）；∆S=0（或∆L=±1，或∑iil=奇⇔∑iil=偶）（1分）；亚稳（1分）。
----(3分) 3．4；1；0,1,2 ；4；1,0；2,1。
----(3分) 4．0.013nm (2分) , 8.8⨯106m⋅s-1(3分)。
----(3分) 5．密立根（2分）；电荷（1分）。
----(3分) 6．氦核24He；高速的电子；光子(波长很短的电磁波)。
(各1分)----(3分) 7．R aE=α32----(3分) 二．选择题(每小题3分, 共有27分)1.D----(3分)2.C----(3分)3.D----(3分)4.C----(3分)5.A----(3分)6.D提示：钠原子589.0nm谱线在弱磁场下发生反常塞曼效应，其谱线不分裂为等间距的三条谱线，故这只可能是在强磁场中的帕邢—巴克效应。
----(3分)7.C----(3分)8.B----(3分)9.D----(3分)三．计算题(共5题, 共52分 )1．解：氢原子处在基态时的朗德因子g =2,氢原子在不均匀磁场中受力为z Bz B z B Mg Z B f Z d d d d 221d d d d BB B μμμμ±=⨯±=-== (3分) 由 f =ma 得 a m BZ=±⋅μB d d故原子束离开磁场时两束分量间的间隔为s at m B Z d v =⨯=⋅⎛⎝ ⎫⎭⎪21222μB d d (2分)式中的v 以氢原子在400K 时的最可几速率代之 mkTv 3=)m (56.0104001038.131010927.03d d 3d d 232232B 2B =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅⋅=--kT d z B kT md z B m s μμ (3分) 由于l =0, 所以氢原子的磁矩就是电子的自旋磁矩（核磁矩很小，在此可忽略）， 故基态氢原子在不均匀磁场中发生偏转正好说明电子自旋磁矩的存在。
原子物理学试卷和参考答案
3 Stark 效应
4 同核分子与异核分子相比有哪些主要不同？ 5 X 射线的标识谱
9 基态电子组态为p2，求基态的原子态。
1
2
姓名：
三、（15 分）早期的元素周期表是按原子量的大小排列的。钾 K（A＝39.1)排在氩 Ar (A=39.9)的前面。镍 Ni (A=58.7)排在钴 Co(A=58.9)的前面。莫塞莱发现 K 线 波长的规律后，纠正了它们的排列次序。试根据这些元素的 线波长，Ar： 0.419nm ；K： 0.374nm ； Co：0.179nm 和 Ni：0.166nm，求出它们的原 子序数。
V=3.09×106(m/s)
质子的康普顿波长为
h hc
mpc mpc2
1.24
938
1.32 106 nm 当 cos 1时，入射光子能量最小，质子获得的能量为
hv
E
2
2
EK hv
mpc2 E hv
mpc2 E
1 2
1 2
mpc2
mp c 2
2E 2
mpc2 2E
得分
本试题可能会用到的公式： mB 14GHz T 1 ， h
f 2u
2 q
r 'V
0
r'
sin qr 'dr ' ， q 2k sin 2
一、简答题（30 分，每小题 5 分）
1 洪特规则
3 S(S 1) L(L 1) gJ 2 2J (J 1)
原子核裂变能的利用：核电站，核武器等；聚变能利用：氢弹；医学上使用放射线杀
0.374
死癌细胞；农业上放射线用于育种等等。
Co ： Z3
原子物理学试题及答案
原子物理学试题及答案【篇一：原子物理学试题汇编】txt>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.3po;b.3p2;c.3s1;d.1so.6.测定原子核电荷数z的较精确的方法是利用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.（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.3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃.4．钠d1线是由跃迁（）产生的.5．工作电压为50kv的x光机发出的x射线的连续谱最短波长为（）埃.6．处于4d3/2态的原子的朗德因子g等于（）.7．双原子分子固有振动频率为f，则其振动能级间隔为（）.8．co原子基态谱项为4f9/2，测得co原子基态中包含8个超精细结构成分，则co核自旋i=（）.9．母核azx衰变为子核y的电子俘获过程表示（）。
原子物理期末试题答案
原子物理期末试题答案一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.下列说法错误的是( )a.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢b.同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质c.阴极射线和β射线都是电子流，它们的产生机理是一样的d.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损解析:由基本概念可知abd说法是对的.阴极射线和β射线都是电子流,但产生机理不同,故应选c.答案:c2.下列说法中正确的是( )a.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加b.α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的c.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律d.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变解析:氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，由于电场力做正功，电势能减少,又因氢原子放出光子，所以原子的总能量减少，故a错.α射线的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的，所以b错.据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能量守恒定律，故c 错.放射性元素的半衰期不因其物理、化学状态的变化而变化，故d正确。
答案:d3.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为: ,那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知的质量为m1，的质量为m2,则下列判断正确的是( )＞m2 ＜m2 =m2 =3m2－介子衰变的方程为k－→π－＋π0，其中k－介子和π－介子带负的元电荷e，π0介子不带电.如图15-1所示，两匀强磁场方向相同，以虚线mn为理想边界，磁感应强度分别为b1、b2.今有一个k－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场b1中，其轨迹为圆弧ap，p在mn上，k－在p点时的速度为v，方向与mn垂直.在p点该介子发生了上述衰变.衰变后产生的π－介子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是( )图15-1a.π－介子的运行轨迹为pencmdpb.π－介子运行一周回到p用时为＝4b2d.π0介子做匀速直线运动解析:根据左手定则可知π－介子的运行轨迹为pdmcnep，所以选项a错误；π－介子在磁场b1中的半径在磁场b2中的半径由题图可知r2=2r1，所以b1＝2b2，选项c错误；π－介子运行一周回到p用时为选项b正确；π0介子不带电，将做匀速直线运动，选项d正确.答案:bd6.下列说法正确的是( )a.研制核武器的钚239 由铀239 经过4次β衰变而产生b.发现中子的核反应方程是g的经过两个半衰期后其质量变为15 gd. 在中子轰击下，生成和的核反应前后，原子核的核子总数减少解析: 发生2次β衰变，a错误.20 g 经过两个半衰期后其质量c错误.在核反应中质量数、电荷数都守恒，d错误.所以只有b正确.答案:b7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术，如2008年奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是( )解析:把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变，四个选项中只有a为聚变反应，b是发现质子的核反应，c是铀核的裂变反应，d是铀核的α衰变.答案:a8.关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )a.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的b.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小c.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强d.铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变解析:a选项正确，核反应方程为b选项错误，放射性物质的半衰期只与物质本身有关，与该物质所处的物理、化学状态无关.c选项错误，在α、β、γ三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱；γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱.d选项错误，核反应中电荷数和质量数都守恒，则解得即8次α衰变和6次β衰变.答案:a9.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )a.“人造太阳”的核反应方程是b.“人造太阳”的核反应方程是c.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是δe=δmc2d.“人造太阳”核能大小的计算公式是解析:“人造太阳”是利用海水中的21h和31h聚变而产生大量能量的.放出的能量可利用爱因斯坦质能方程δe＝δmc2求出，其中δm为质量亏损，所以a、c项正确.答案:ac10.静止的衰变成，静止的衰变为，在同一匀强磁场中的轨道如图15-2所示.由此可知( )图15-2a.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹b.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹c.图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹d.图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹二、填空实验题(11题6分，12题6分)11.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图15-3所示，则图中的射线a 为________射线，射线b为________射线.图15-3解析:从放射源射出三种射线，分别为α、β和γ射线，其中α射线被铝箔挡住，只有β和γ射线穿出，又由于γ射线不带电，所以在偏转电场中不发生偏转.综上分析，可知图中的射线a为γ射线，射线b为β射线.答案:γ β12.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.图15-4(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献.请选择其中的两位，指出他们的主要成绩.①___________________________________________________ ____________；②___________________________________________________ _________.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图154为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途.___________________________________________________ _____________.三、计算题(本题包括4小题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好解析:设中子质量为mn，靶核质量为m，由动量守恒定律得mnv0=mnv1+mv2由能量守恒得解得在重水中靶核质量mh=2mn在石墨中靶核质量mc=12mn与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好.15.(14分)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量(3)已知太阳每秒释放的能量为×1026 j，则太阳每秒减少的质量为多少(4)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量m＝2×1030 kg,mp＝3 u，mhe＝5 u，me＝55 u)解析:(1)(2)δm＝4× 3 u－( 5＋2× 55) u＝6 uδe＝δmc2＝6× mev＝mev＝4×10－12 j.(3)太阳每秒钟释放的能量为×1026 j，则太阳每秒钟减少的质量为(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为(年)可得则答案:(1)(2) mev (3) mev mev。
原子物理学试题及答案
原子物理学试题及答案【篇一：原子物理学试题汇编】txt>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.3po;b.3p2;c.3s1;d.1so.6.测定原子核电荷数z的较精确的方法是利用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.（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.3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃.4．钠d1线是由跃迁（）产生的.5．工作电压为50kv的x光机发出的x射线的连续谱最短波长为（）埃.6．处于4d3/2态的原子的朗德因子g等于（）.7．双原子分子固有振动频率为f，则其振动能级间隔为（）.8．co原子基态谱项为4f9/2，测得co原子基态中包含8个超精细结构成分，则co核自旋i=（）.9．母核azx衰变为子核y的电子俘获过程表示（）。
原子物理学试题及答案
原子物理学试题及答案原子物理学试题及答案(一) 光子、微观粒子(如质子、中子、电子等)既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性，其运动方式显示波动性，与实物相互作用时又显示粒子性。
爱因斯坦的光电效应方程和德布罗意物质波假说分别说明了光的粒子性和微粒的波动性。
光电效应现象历来都是高考考察的重点。
例1、(江苏卷)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的____也相等A、速度B、动能C、动量D、总能量解析：根据可知，波长相等时，微粒的动量大小相等。
答案：C例2、(上海卷)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )A、锌板带负电B、有正离子从锌板逸出C、有电子从锌板逸出D、锌板会吸附空气中的正离子解析：光电效应是指在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，所以产生光电效应，指有电子从锌板逸出。
答案：C例3、(北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极k，则发生了光电效应;此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W 为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)A、B、C、D、解析：这是一道考查学生迁移能力的好题，题目立意新颖，紧贴现代技术。
依题意，设电子吸收n个激光光子的能量发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程有：，当反向电压为U时，光电流恰好为零，根据功能关系有：，两式联立，得：;又由“用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应”可知，，故只有B选项正确。
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原子物理学试题（A 卷）适用于2000级本科物理教育专业（2002—2003学年度第一学期）一、选择题（每小题3分，共30分）1．在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α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：A ．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:82．欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供多少能量（eV ）?A.13.6B.12.09C.10.2D.3.43．已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波长为3519埃，则Li 原子的电离电势为：A ．5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V4．试判断原子态：1s1s 3S 1,1s2p 3P 2,1s2p 1D 1, 2s2p 3P 2中下列哪组是完全存在的？A. 1s1s 3S 1 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 B .1s2p 3P 2 1s2p 1D 1C. 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2D.1s1s 3S 1 2s2p 3P 2 1s2p 1D 15．原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为：A ．B μ315； B. 0； C. B μ25； D. B μ215- 6．氖原子的电子组态为1s 22s 22p 6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：Ａ.１Ｐ１； Ｂ.３Ｓ１； Ｃ .１Ｓ０； Ｄ.３Ｐ０ .7．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。
8．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。
9．发生β+衰变的条件是A.M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋m e ;B.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m e ;C. M (A,Z)＞M (A,Z －1);D. M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋2m e10．既参与强相互作用，又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子只有：A.强子;B.重子和规范粒子;C.介子和轻子;D.介子和规范粒子二、填空题（每题4分，共20分）1．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____________________。
2．夫—赫实验的结果表明___________________________________。
3．如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值为___________。
4．8536Kr 样品的原子核数N 0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为_________。
5．碳原子基态的电子组态和原子态分别是________________________。
三、（10分）用简要的语言叙述玻尔理论，并根据你的叙述导出氢原子基态能量表达式。
四、（15分）①已知：35.1=∆s ,86.0=∆p ,01.0=∆d ,求钠原子的电离电势.②若不考虑精细结构，则钠原子自D 3态向低能级跃迁时，可产生几条谱线？是哪两个能级间的跃迁？各对应哪个线系的谱线？若考虑精细结构，则如何？五、（10分）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。
六、（8分）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.七、（7分）用α粒子轰击147N 原子核，生成178O 原子核。
试计算核反应能和阈能。
已知：11H ：1.007825u, 42He ：4.002603u, 147N ：14.003074u ，178O ：16.999133。
原子物理学试题（A 卷）标准答案和评分标准一、选择题（每小题3分，共30分）CBACBCCCDA二、填空题（每题4分，共20分）1．大角散射2．原子能量量子化3．2/34．N 0/95．1s 22s 22p 2 3P 0三、（10分）玻尔假设：定态假设、频率条件、轨道角动量量子化假设 5分 氢原子基态的能量24201241 e m E e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=πε 5分 四、（15分）①已知：35.1=∆s ,86.0=∆p ,01.0=∆d ,钠原子的电离电势()V 14.532≈∆-=eRhc U s 5分 ②若不考虑精细结构，则钠原子自D 3态向低能级跃迁时跃迁选择定则1,±∆＝l 可发出3条谱线，其中主线系一条：P S 33~-=ν；锐线系一条：S P 43~-=ν；漫线系一条：D P 33~-=ν，能级跃迁图如下。
5分 考虑精细结构，则钠原子自D 3态向低能级跃迁时可发出7条谱线。
5分依据跃迁选择定则10,j 1,±=∆±∆＝l ，能级跃迁图如下。
不考虑精细结构五、（10分）单重态之间的塞曼分裂为正常塞曼效应，相邻谱线之间的波数差为一个洛仑兹单位B 6.4612=∆≈⎪⎭⎫ ⎝⎛∆λλλ ，则得0A 39.0=∆λ （5分） 和0000A 6438.39A 6437A 6437.6＝，＝，＝＋－λλλ能级跃迁图为 （ 5分）六、（8分）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3种可能的光谱跃迁。
依据跃迁选择定则10,J 1,,0±=∆±∆=∆＝L S 能级跃迁图如下。
5分七、（7分）用α粒子轰击147N 原子核，生成178O 原子核。
147N +42He → p + 178O 已知：11H ：1.007825u, 42He ：4.002603u, 147N ：14.003074u ，178O ：16.999133。
核反应能 4分()()[]()MeV18.1001281.0 006958.18005677.18222-≈-=-=+-+=c c c M M M M Q O H N α 核反应阈能MeV 53.11441418.1≈+≈+-=N N M M M QE α阈 3分1S 0 1S O原子物理学试题（B 卷）适用于2000级本科物理教育专业（2002—2003学年度第一学期）一、选择题（每小题3分，共30分）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．欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供多少能量（eV ）?A.13.6B.12.09C.10.2D.3.43．基于德布罗意假设得出的公式V26.12=λ Å的适用条件是： A.自由电子，非相对论近似 B.一切实物粒子，非相对论近似C.被电场束缚的电子，相对论结果D.带电的任何粒子，非相对论近似4．氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于：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5．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6．某原子处于4D 1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为：A.2个；B.9个；C.不分裂；D.4个7．氩（Ｚ＝18）原子基态的电子组态及原子态是：Ａ.1s 22s 22p 63s 23p 6 1S 0 Ｂ.1s 22s 22p 6２p 63d 8 3P 0Ｃ.1s 22s 22p 63p 8 1S 0 Ｄ. 1s 22s 22p 63p 43d 2 2D 1/28．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9．原子核平均结合能以中等核最大, 其值大约为A.8.5~7.5MeVB.7.5~7.7MeVC.7.7~8.7MeVD.8.5~8.7MeV10．发生β+衰变的条件是A.M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋m eB.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m eC. M (A,Z)＞M (A,Z －1)D. M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋2m e二、简述题（每小题2分，共20分）1．什么是电子？2．波恩对波函数作出什么样的解释？3．碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么？造成碱金属原子精细能级的原因是什么？4．何谓衰变常数、半衰期、平均寿命？5．基本粒子按其相互作用可分为几类？三、（15分）不计电子自旋当电子在垂直于均匀磁场B 的平面内运动时,试用玻尔理论求电子动态轨道半径和能级。
四、（10分）写出钠原子基态的电子组态和原子态。
如果价电子被激发到4s 态，问向基态跃迁时可能会发出几条光谱线？试画出能级跃迁图，并说明之。
五、（15分）镉原子在1D 2→1P 1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。
当镉原子置于强度为2T 的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃迁图。
）六、（10分）用中子打击F 199产生O 9，并放出一个新粒子，写出核反应方程式；在实验室坐标系中，这种核反应发生时中子必须有的最小的能量是 4.1MeV ，试求反应能Q 值（n 10：1.008665u ，F 199：18.998405 u ）。
原子物理学试题（B 卷）标准答案和评分标准一、选择题（每小题3分，共30分）DBACCCACDD二、简述题（每小题4分，共20分）1．从电子的属性方面回答。
（4分）2．波函数模的平方()2,t r Ψ表示t 时刻在dz z z dy y y dx x x +++~,~,~区间单位体元内发现粒子的几率。
（4分）3．碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是原子实的极化、价电子贯穿原子实。
（2分）。
造成碱金属原子精细能级的原因是价电子的自旋与轨道的相互作用。
（3分）4．N dt dN －＝λ，λ2ln =T ，λτ1=。
（4分） 5．光子、轻子、强子（重子、介子）。
（4分）二、（15分）设电子在均匀磁场中作匀速率圆周运动的半径为r 、速度为v，则有 rmv evB 2= （1） ),2,1(, ==n n mvr （2） 联立求得),2,1(, ==n eB n r n （6分） 能量() ,2,1,==n mn eB E n （4分） 三、（10分）（1）钠原子基态的电子组态1s 22s 22p 63s ；原子基态为2S 1/2。
（2分）（2）价电子被激发到4s 态向基态跃迁时可发出4条谱线。