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.
高三物理原子核物理练习题及答案
高三物理原子核物理练习题及答案一、选择题1.以下哪个是不稳定的原子核？A. 氘核B. 氦核C. 镭核D. 铀核答案：C2.下列物质中，具有中子最多的是：A. 氢B. 氮C. 铁D. 铀答案：D3.以下哪个是半衰期较短的放射性同位素？A. 铀-238B. 铀-235C. 钍-232D. 钚-239答案：D4.下列几种放射线中，穿透能力最强的是：A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C5.核反应中质量守恒定律及能量守恒定律的基础是：A. 爱因斯坦质能方程B. 力守恒定律C. 电荷守恒定律D. 反射定律答案：A二、填空题1.法拉第定律指出，电流的大小与通过导线的_____成正比，与导线的长度及截面积的____成反比。
答案：电压、电阻2.铀-238衰变成钍-234时，放射出____和____。
答案：α粒子、氚核3.芬特方法通过测量放射性同位素的_____测定样品的年龄。
答案：衰变产物4.质子数为92的核素是_____。
答案：铀5.链式反应是指每个裂变核生成的中子都能引起_____个新的裂变核裂变。
答案：大于1个三、计算题1.一个铀-235核裂变时，平均产生3个中子，使周围8个铀-235核继续裂变。
假设每次裂变放出的能量为210MeV，求铀-235核裂变的倍增时间。
答案：根据倍增时间的定义，我们有Td = (N-1) × τ其中，Td为倍增时间，N为平均每次裂变释放的中子数，τ为平均裂变时间。
由题意可知，N = 3裂变时间τ = 1秒/8 = 0.125秒将N和τ代入上述公式，解得Td = (3-1) × 0.125 = 0.25秒2.一个样品中的放射性同位素含量初试为1000g，经过5个半衰期后剩余多少克？答案：根据半衰期的定义，经过一个半衰期放射性同位素的质量会剩下原来的一半。
因此，经过5个半衰期，剩余的质量为原质量的(1/2)^5倍。
即，剩余质量 = 1000g × (1/2)^5 = 1000g × 1/32 = 31.25g四、解答题1.请简述核聚变和核裂变的基本原理及其应用领域。
原子物理五套试题及答案
原子物理五套试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 原子核的组成元素是（）。
A. 质子和中子B. 电子和质子C. 电子和中子D. 质子和电子答案：A2. 根据波尔理论，氢原子的能级是（）。
A. 连续的B. 离散的C. 线性的D. 非线性的答案：B3. 电子云的概念是由哪位科学家提出的？（）A. 尼尔斯·玻尔B. 阿尔伯特·爱因斯坦C. 马克斯·普朗克D. 埃尔温·薛定谔答案：D4. 根据海森堡不确定性原理，以下说法正确的是（）。
A. 粒子的位置和动量可以同时被精确测量B. 粒子的位置和动量不能同时被精确测量C. 粒子的能量和时间可以同时被精确测量D. 粒子的能量和时间不能同时被精确测量答案：B5. 原子核外电子的排布遵循（）。
A. 泡利不相容原理B. 洪特规则C. 库仑定律D. 以上都是答案：D6. 原子核的放射性衰变遵循（）。
A. 线性规律B. 指数规律C. 正态分布D. 泊松分布答案：B7. 原子核的结合能是指（）。
A. 原子核内所有核子的总能量B. 原子核内单个核子的能量C. 原子核内所有核子的总能量与单独核子能量之和的差值D. 原子核内单个核子的能量与单独核子能量之和的差值答案：C8. 原子核的同位素是指（）。
A. 具有相同原子序数但不同质量数的原子核B. 具有相同质量数但不同原子序数的原子核C. 具有相同原子序数和质量数的原子核D. 具有不同原子序数和质量数的原子核答案：A9. 原子核的裂变是指（）。
A. 原子核分裂成两个或多个较小的原子核B. 原子核结合成更大的原子核C. 原子核的放射性衰变D. 原子核的聚变答案：A10. 原子核的聚变是指（）。
A. 原子核分裂成两个或多个较小的原子核B. 原子核结合成更大的原子核C. 原子核的放射性衰变D. 原子核的裂变答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 原子的核外电子排布遵循______原理。
原子核物理试题及答案
原子核物理试题及答案一、选择题1. 原子核由什么粒子组成？A. 电子B. 质子和中子C. 质子和电子D. 中子和电子答案：B2. 放射性衰变过程中，原子核的哪种性质会发生变化？A. 质量数B. 电荷数C. 核外电子数D. 核内质子数答案：A3. 下列哪种粒子的发现证实了原子核内部结构的存在？A. α粒子B. β粒子C. γ射线D. X射线答案：A4. 原子核的稳定性与哪种因素有关？A. 质子数B. 中子数C. 质子数与中子数的比例D. 核外电子数答案：C5. 原子核的结合能与哪种因素有关？A. 原子核的质量B. 原子核的电荷数C. 原子核的体积D. 原子核的表面答案：A二、填空题1. 原子核的组成粒子中，带正电的是______，带负电的是______。
答案：质子；电子2. 放射性同位素的半衰期是指放射性物质的原子核数量减少到原来的______所需的时间。
答案：一半3. 原子核的结合能与原子核的质量亏损有关，质量亏损越大，结合能______。
答案：越大4. 核裂变是指重原子核在吸收中子后，分裂成两个或多个较轻原子核的过程，同时释放出大量的______。
答案：能量5. 核聚变是指轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，同时释放出______。
答案：能量三、简答题1. 请简述原子核的组成及其性质。
答案：原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
原子核的性质包括质量数、电荷数、结合能等。
2. 放射性衰变有哪几种类型？请分别简述其特点。
答案：放射性衰变主要有α衰变、β衰变和γ衰变三种类型。
α衰变是原子核放出α粒子（由两个质子和两个中子组成）的过程，导致原子核质量数减少4，电荷数减少2；β衰变是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子被放出，导致原子核电荷数增加1；γ射线是原子核在能量状态变化时放出的高能光子，不改变原子核的质量数和电荷数。
3. 核裂变和核聚变有何不同？答案：核裂变是重原子核在吸收中子后分裂成两个或多个较轻原子核的过程，释放出能量；核聚变是轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，也释放出能量。
原子物理学习题
原子物理学习题第一章 原子的核式结构1．选择题：(1)原子半径的数量级是：A ．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m(2)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（3）进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明：A. 原子不一定存在核式结构B. 散射物太厚C. 卢瑟福理论是错误的D. 小角散射时一次散射理论不成立(4)用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2(5)动能E K =40keV 的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离为（m ）：A.5.91010-⨯B.3.01210-⨯C.5.9⨯10-12D.5.9⨯10-14(6)如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍？A.2B.1/2C.1 D .4(7)在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少？A. 16B..8C.4D.2(8）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.1:8（9）在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：A.质子的速度与α粒子的相同； B ．质子的能量与α粒子的相同；C ．质子的速度是α粒子的一半；D ．质子的能量是α粒子的一半(a)不辐射可见光的物体;(b)不辐射任何光线的物体;(c)不能反射可见光的物体;(d)不能反射任何光线的物体;(e)开有小孔空腔.3．计算题：（1）当一束能量为4.8Mev 的α粒子垂直入射到厚度为4.0×10-5cm 的金箔上时探测器沿20°方向上每秒记录到2.0×104个α粒子试求：①仅改变探测器安置方位,沿60°方向每秒可记录到多少个α粒子？②若α粒子能量减少一半,则沿20°方向每秒可测得多少个α粒子？③α粒子能量仍为4.8MeV,而将金箔换成厚度的铝箔,则沿20°方向每秒可记录到多少个α粒子?(ρ金＝19.3g/cm 3 ρ铅＝27g /cm 3；A 金＝179 ,A 铝＝27,Z 金＝79 Z 铝＝13)(2)试证明:α粒子散射中α粒子与原子核对心碰撞时两者之间的最小距离是散射角为900时相对应的瞄准距离的两倍.(3)10Mev 的质子射到铜箔片上,已知铜的Z=29, 试求质子散射角为900时的瞄准距离b 和最接近于核的距离r m .（4）动能为5.0MeV 的α粒子被金核散射，试问当瞄准距离分别为1fm 和10fm 时，散射角各为多大？（5）假设金核半径为7.0fm ，试问：入设质子需要多大能量，才能在对头碰撞时刚好到达金核表面？（6）在α粒子散射实验中，如果用银箔代替金箔，二者厚度相同，那么在同样的偏转方向，同样的角度间隔内，散射的α粒子数将减小为原来的几分之几？银的密度为10.6公斤／分米3，原子量为108；金的密度为19.3公斤／分米3,原子量197。
原子物理学习题(参考答案)
【1-6】一束α 粒子垂直射到一重金属箔上，求α 粒子被金属箔散射后，散射角θ ≥600 的 α 粒子数与散射角θ ≥900 的α 粒子数之比。
Z Z e2 dN 1 2 sin 4 ( ) Nnt ( 1 2 2 ) 2 2 4 0 2Mv 解：由 d 可得散射角 90 的α 粒子数为
2
1 ) 180 0 sin 2
5.06 10 14 m
α 粒子与 7Li 核对心碰撞的最小距离（考虑质心系运动）
rm
1 4 0 1 4 0 1 4 0
Z1 Z 2 e 2 (1 v 2 Z1 Z 2 e 2 (1 2 Ec
2
1 sin 1 sin
2
)
2
原子物理学习题 一、选择10-8m ； C C、10-10m ；
D、10-13m 。 C
（2）原子核式结构模型的提出是根据 粒子散射实验中 A、绝大多数 粒子散射角接近 180 ； C、以小角散射为主也存在大角散射；
B、 粒子只偏 2 ～3 ； D、以大角散射为主也存在小角散射。
散射角 60 的α 粒子数
N dN (
1 4 0
) 2 Nnt (
Z1 Z 2 e 2 2 ) 2Mv 2
180
1 sin
4
2
d
散 射 角
60 的 α 粒子数与散 (
α 【2-2】 分别计算 H、 He+、 Li++： （1）第一波尔半径、第二波尔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）由基态到第一激发态所需的激发能量及由第一激发态到基态所辐射的光子的波长。 解： （1）由
专题15原子物理(原卷版+解析)
专题15 原子物理一．选择题（共12小题）1．（2022•浙江）图为氢原子的能级图。
大量氢原子处于n ＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV 的金属钠。
下列说法正确的是（ ）A ．逸出光电子的最大初动能为10.80eVB ．n ＝3跃迁到n ＝1放出的光电子动量最大C ．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D ．用0.85eV 的光子照射，氢原子跃迁到n ＝4激发态2．（2021•浙江）据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地（如图）探测到迄今为止最高能量的γ射线，能量值为1.40×1015eV ，即（ ）A ．1.40×1015VB ．2.24×10﹣4C C ．2.24×10﹣4WD ．2.24×10﹣4J 3．（2022•温州二模）目前地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的核能。
如图所示，太阳能路灯的额定功率为P ，光电池系统的光电转换效率为η。
用P 0表示太阳辐射的总功率，太阳与地球的间距为r ，地球半径为R ，光在真空中传播的速度为c 。
太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，电池板接收太阳垂直照射的等效面积为S 。
在时间t 内（ ）A ．到达地球表面的太阳辐射总能量约为7P 0tR 240r 2 B ．路灯正常工作所需日照时间约为40πR 2Pt7P 0SηC ．路灯正常工作消耗的太阳能约为ηPtD ．因释放核能而带来的太阳质量变化约为10P 0t7c 24．（2021•浙江模拟）在匀强磁场中，静止的钚的放射性同位素Pu 衰变为铀核 94235U ，并放出α粒子，已知 94239Pu 、 92235U 和α粒子的质量分别为m Pu 、m U 和m α，衰变放出的光子的动量和能量均忽略不计，α粒子的运动方向与磁场相垂直，则（ ）A ．α粒子的动能为（m Pu ﹣m U ﹣m α）c 2B ．α粒子的动量为√2m α2(m Pu −m U −m α)c 2m α+m UC ． 92235U 与α粒子在磁场中的运动半径之比约为4：235D ． 92235U 与α粒子在磁场中的周期之比约为1.3：15．（2021•台州二模）铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。
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？
原子物理试题精选及答案
原⼦物理试题精选及答案“原⼦物理”练习题1.关于原⼦结构和核反应的说法中正确的是（ABC ）A .卢瑟福在α粒⼦散射实验的基础上提出了原⼦的核式结构模型B .天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中⼀定不偏转的是γ射线C .据图可知，原⼦核A 裂变成原⼦核B 和C 要放出核能D .据图可知，原⼦核D 和E 聚变成原⼦核F 要吸收能量2.如图所⽰是原⼦核的核⼦平均质量与原⼦序数Z 的关系图像，下列说法正确的是（B ）⑴如D 和E 结合成F ，结合过程⼀定会吸收核能⑵如D 和E 结合成F ，结合过程⼀定会释放核能⑶如A 分裂成B 和C ，分裂过程⼀定会吸收核能⑷如A 分裂成B 和C ，分裂过程⼀定会释放核能A ．⑴⑷B ．⑵⑷C ．⑵⑶D ．⑴⑶3.处于激发状态的原⼦，如果在⼊射光的电磁场的影响下，引起⾼能态向低能态跃迁，同时在两个状态之间的能量差以辐射光⼦的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射，原⼦发⽣受激辐射时，发出的光⼦的频率、发射⽅向等，都跟⼊射光⼦完全⼀样，这样使光得到加强，这就是激光产⽣的机理，那么发⽣受激辐射时，产⽣激光的原⼦的总能量E n 、电⼦的电势能E p 、电⼦动能E k 的变化关系是（B ）A ．E p 增⼤、E k 减⼩、E n 减⼩B ．E p 减⼩、E k 增⼤、E n 减⼩C ．E p 增⼤、E k 增⼤、E n 增⼤D ．E p 减⼩、E k 增⼤、E n 不变4.太阳的能量来⾃下⾯的反应：四个质⼦（氢核）聚变成⼀个α粒⼦，同时发射两个正电⼦和两个没有静⽌质量的中微⼦。
已知α粒⼦的质量为m a ，质⼦的质量为m p ，电⼦的质量为m e ，⽤N 表⽰阿伏伽德罗常数，⽤c 表⽰光速。
则太阳上2kg 的氢核聚变成α粒⼦所放出能量为（C ）A ．125(4m p —m a —2m e )Nc 2B ．250(4m p —m a —2m e )Nc 2C ．500(4m p —m a —2m e )Nc 2D ．1000(4m p —m a —2m e )Nc 25.⼀个氘核（H 21）与⼀个氚核（H 31）发⽣聚变，产⽣⼀个中⼦和⼀个新核，并出现质量亏损.聚变过程中（B ）A .吸收能量，⽣成的新核是e H 42B .放出能量，⽣成的新核是e H 42C .吸收能量，⽣成的新核是He 32D .放出能量，⽣成的新核是He 326.⼀个原来静⽌的原⼦核放出某种粒⼦后，在磁场中形成如图所⽰的轨迹，原⼦核放出的粒⼦可能是（A ）A .α粒⼦B .β粒⼦C .γ粒⼦D .中⼦7.原来静⽌的原⼦核X A Z ，质量为1m ，处在区域⾜够⼤的匀强磁场中，经α衰变变成质量为2m 的原⼦核Y ，α粒⼦的质量为3m ，已测得α粒⼦的速度垂直磁场B ，且动能为0E .假设原⼦核X 衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是（D ）①核Y 与α粒⼦在磁场中运动的周期之⽐为22-Z ②核Y 与α粒⼦在磁场中运动的轨道半径之⽐为22-Z ③此衰变过程中的质量亏损为1m -2m -3m ④此衰变过程中释放的核能为40-A AE A .①②④ B.①③④ C .①②③ D .②③④8.氢原⼦发出a 、b两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所⽰，若a 光是由能级n =4向n =1跃迁时发出时，则b 光可能是（A ）A ．从能级n =5向n =1跃迁时发出的B ．从能级n =3向n =1跃迁时发出的C ．从能级n =5向n =2跃迁时发出的D ．从能级n =3向n =2跃迁时发出的9.通过研究发现：氢原⼦处于各定态时具有的能量值分别为E 1=0、E 2=10.2eV 、E 3=12.1eV 、E 4=12.8eV ．若已知氢原⼦从第4能级跃迁到第3能级时，辐射的光⼦照射某⾦属，刚好能发⽣光电效应．现假设有⼤量处于n=5激发态的氢原⼦，则其在向低能级跃迁时所辐射的各种能量的光⼦中，可使该⾦属发⽣光电效应的频率种类有（C ）A 、7种B 、8种C 、9种D 、10种10.太阳的能量来源于轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电⼦，由表中数据可以计算出该核聚变反应过程中释放的能量为（取1u = 16×10-26 kg ）（B ） A .4.4×10-29 J B .4.0×10-12JC .2.7×10-12 JD .4.4×10-23 J11.已知氢原⼦的能级规律为E n =1n2 E 1 (其中E 1= -13.6eV ，n =1，2，3，…)．现⽤光⼦能量介于10eV ～12.9eV 范围内的光去照射⼀群处于最稳定状态的氢原⼦，则下列说法中正确的是（BD ）A .照射光中可能被吸收的光⼦能量有⽆数种B .照射光中可能被吸收的光⼦能量只有3种C .可能观测到氢原⼦发射不同波长的光有3种D .可能观测到氢原⼦发射不同波长的光有6种12.下列核反应和说法中正确的是(BD )A .铀核裂变的核反应是:n Kr Ba U 10923614156235922++→ B .若太阳的质量每秒钟减少4.0×106吨，则太阳每秒钟释放的能量约为3.6×1026JC .压⼒、温度对放射性元素衰变的快慢具有⼀定的影响D .在α粒⼦散射的实验中，绝⼤多数α粒⼦⼏乎直线穿过⾦箔，这可以说明⾦原⼦内部绝⼤部分是空的13.如图所⽰为氢原⼦的能级⽰意图，⼀群氢原⼦处于n =3的激发态，在向较低能级跃b迁的过程中向外发出光⼦，⽤这些光照射逸出功为2.49eV 的⾦属钠，下列说法中正确的是（D ）A .这群氢原⼦能发出三种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =2所发出的光波长最短B .这群氢原⼦能发出两种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =1所发出的光批；频率最⾼ C .⾦属钠表⾯所发出的光电⼦的初动能最⼤值为11.11eVD .⾦属钠表⾯所发出的光电⼦的初动能最⼤值为9.60eV14.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：C He He He 126424242→++，那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产⽣的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
N A N' 2 2 5 ntb tb 9.4 10 N M
3. 试问：4.5MeV的粒子与金核对心碰撞时的最小 距离是多少？若把金核改为7Li核，则结果如何？ （已知：金原子的原子序数为Z=79） 解:(1) 直接根据书中的公式(4-2)可得
2Ze 2 2Z e 2 2 79 rm a 1.44MeV fm 50.6 fm 4 0 E E 4 0 4.5MeV
N ' Nnt c d N
2
2
N A t M
a
2 4
16sin
2
2 sin d
大于90°散射的粒子数与全部入射粒子的比为
N A 2 sin d ta 4M 4 16sin 2 N A 1 1 2 ta ( ) 9.4 105 4M 2 2 sin sin 4 2
N A N' t N 2 M
a
2
2
2d (sin ) 2 sin
3
2
2
方法二： 根据碰撞参数b与散射角的关系,可知当 >90°时,b()<b(90°),即对于每个靶核,散射角大于 90°的入射粒子位于b()&(90°),则粒子束以大于90°散射的 粒子数为N'=Nntb2 大于90°散射的粒子数与全部粒子数之比为
e 1.44eV nm 1.44MeV fm 4 0 库仑散射公式: 2 a 2 Ze b ctg , 其中a 为库伦散射因子 2 2 4 0 E
阿伏伽德罗常数 NA = 6.0221023mol-1
2
基本常数或者数据: 电子电量: e 1.6 1019 C 电子质量: me 9.11 1031 kg 质子质量: mp 1.6726 1027 kg 原子单位: 1u 1.66 1027 kg 原子大小量级： 1010 m
(2)若改为7Li核,靶核的质量m'不再远大于入射粒子质 量m,这时动能要用质心系的能量Ec.
ALi 1 1 m' m 2 m' 7 2 E c m v v Ek Ek Ek 2 2 m m' m m' AHe ALi 11
rmin
2Ze 2 2Z e 2 a 4 0 E c Ec 4 0
A. 10-2; B. 10-4; C. 10-6; D. 10-10。
二、填空题:
1．在粒子散射实验中,粒子大角散射的结果说明了_
否定了汤姆孙原子模型，支持卢瑟福建立了原子的核式结构模型。 ________________________________________________
938 2. 氢原子的质量约为__________ MeV/c2 3.原子核式结构模型的提出是根据粒子散 射实验中粒子的____________________。 大角散射
原子物理电子课件
本章知识要点回顾
1.电子的发现不仅打破了原子不可分的经典 物质观,为打开微观世界研究的大门作出了重 大贡献,而且对物理学的发展产生重要影响. 2.卢瑟福核式模型的成功和困难告诉我们:一个 模型的成功在于它能用一种比较直观的图像, 抓住研究问题的主要矛盾,所得到的结果与实验 相符,模型的这种特点也预示它必然有其局限性, 甚至会带来新的难以解决的困难,从而迎来新的 物理学革命.
1.试问4.0MeV的粒子与金核（Z=79）对心碰撞时 的最小距离是多少 ？
2Ze 2Z e rm a 4 0 E E 4 0 2 79 1.44MeV fm 56.88 fm 4.0MeV
2
2
2. 动能为5.00MeV的粒子被金核以90 ° 散射时，它的瞄 准距离（碰撞参数）为多大？若金箔厚1.0m，则入射粒 子以大于90 ° 散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒 子的百分之几？（已知：金原子的原子序数为Z=79,原子 量为A=197；密度为
]
5.在进行卢瑟福理论实验验证时，发现小角度散射与理论不 符，这说明：[ D] A. 原子不一定存在核式结构; B. 散射物太厚; C. 卢瑟福理论是错误的; D. 小角散射时,一次散射理论不适 用。
6.原子核式结构模型的提出是根据粒子散射实验中 [ C ] A.绝大多数粒子散射角接近180; B. 粒子只偏2~3度. 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.
解:(1)直接根据库仑散射公式可得
a 1 2Ze 2 e2 Z b ctg ctg ctg 2 2 2 4 0 E k 2 4 0 E k 2 79 1.44 fm MeV ctg 45 22.8 fm 5MeV
.
(2)方法一:若有N个粒子打到金箔上,在d方向上测 得的粒子数为dN'=Nntcd 已知金的摩尔质量为M=197g/mol,金的密度为 =18.88g/cm3,则原子核的数密度 n=NA/Vm=NA/(M/)=NA/M 粒子束以大于90°散射的粒子数为
4.一原子质量单位定义为 C
原子质量的
1/12
。
5.1911年卢瑟福根据 粒子在原子内的 大角度 __________散射现象，而提出了原子的 核式 ____ 结构模型。
6.在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中， 粒子散射 ____________________ 实验起了重大作用。
计算题:
23 7 4.5MeV 11
1.44MeV fm 3.0 fm
4. 假定金核半径为7.0fm试问 ：（1）入射质子需要 多少能量，才能在对头碰撞时刚好到达金核的表面 （已知金原子的原子序数为Z=79）？(2)若金核改为 铝核，使质子在对头碰撞时刚好到达铝核的表面，那 么，入射质子的能量应为多少？设铝核半径为4.0fm 解：(1)质子与金核对头碰撞时的最小距离为
5. 一束粒子垂直射至一重金属箔上，试求粒子被金 属箔散射后，散射角大于60 °的粒子数与散射角大于 90 °的粒子数之比. 解:对于每个靶核,散射角大于角的入射粒子位于 b<b()的圆盘截面内,该截面面积为C=b2(), 则粒子束大于角散射的粒子数为N=Nntb2(). (式中b=a*ctg(/2)/2) 则散射角大于60°的粒子数与散射角大于90°
(2)由卢瑟福散射公式得散射角大于90度的所有粒子 占全部入射粒子的百分比
2
dN a 2 d a 2 2 sin d 5 nt nt 8.5 10 N 4 4 2 2 16sin 16sin 2 2
#. 1897年汤姆孙通过阴极射线管确认电子的存在, 并测得e/m,由此提出“葡萄干面包”模型;
$. 1910年密立根通过著名的“油滴实验”测 得电子的电荷,并提出电荷量子化;
#1911年卢瑟福提出“核式结构模型”,并被盖 革和马斯顿的散射实验做验证;
$卢瑟福的核式结构的意义和困难: 意义:提出核式结构;提供以散射作为研究物质结构的 方法;可作为材料分析的手段; 困难:无法解释原子的稳定性、同一性、再生性.
Ze 2 rm a 注意:对于质子入射,与粒子相比,原子序数为1 4 0 Ek
所以入射质子需要的能量为
Ze 2 1.44 fm MeV 79 Ek 16.25MeV 4 0 rm 7.0 fm
(2)若改为铝核,靶核的质量不再远大于入射粒子的质量, 这时需用质心系的能量Ec,质子和铝核对头碰撞时的 最小距离为
卢瑟福散射公式:
微分散射截面表示单位面积内垂直入射一个粒子被 一个原子核散射到角方向单位立体角内的概率.
d ( ) dN ' a c ( ) d Nntd 16sin 4 2 散射粒子数 入射粒子数 单位面积的靶原子数 测量所取的立体角
2
截面单位:靶(b)和毫靶(mb),也可用平方米或平方厘米. 1b=103mb=10-24cm2=10-28m2
rm a
Ze
2
4 0 Ec
1 1 m' m 2 m' 2 Ec m v v Ek 2 2 m m' m m'
所以入射质子需要的能量为
m m Ze 2 27 1.44 fm MeV 13 Ek (1 ) Ec (1 ) (1 ) 9.2MeV m' m' 4 0 rm 28 4.0 fm
入射到靶核上的粒子被散射到方向d立体角内的 概率
dN d ( ) ntd nt c ( )d N d
2 Ze 原子核大小： r a m 4 0 E
2
课堂习题 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： [ C ] Ａ.1/4; Ｂ.1/2; Ｃ.１; Ｄ.２. 2．如果用相同动量的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质 子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射 B ] 粒子测得的金原子半径上限的几倍？ [ A.2 B.1/2 C.1 D .4
的粒子数之比为
600 cot N1 2 )2 3 ( N 2 900 cot 2
6.设粒子是钋源放射的,能量为5.3MeV,散射体为金箔, 厚度为1m,密度为=1.93104kg/m3,Z=79,A=197,试 求:(1)粒子通过金箔在60°角方向的卢瑟福微分散射 截面;(2)散射角大于90°的所有粒子占全部入射粒子 的百分比 解:(1)由卢瑟福散射公式可得
3.一强度为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. 0.5b。
4.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 1：8