原子物理学习题
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.
原子物理学练习题
1. 类氢离子的电离能与氢原子电离能是相同的。
2. 碱金属原子光谱的主线系是三线结构。
3. 在原子核反应中，反应前后的总角动量是守恒的。
4. 原子核磁矩在外磁场中的分量是(βI Ig )。
5. 硅原子在基态时，n=1、n=2壳层和3s 次壳层都填满，3p 次壳层填了2个电子。
6. 按照泡利原理，原子的N 壳层最多可以容纳10个电子。
7. X 射线标识谱的L 线系是L 壳层以外的内层电子跃迁到L 壳层空位上形成的。
8. 处于2/32P 状态的原子角动量在外磁场中的最大分量是 2。
9. 史特恩—盖拉赫实验证明原子具有磁矩。
10. 原子核的结合能是将原子核拆散为自由核子时所放出的能量。
11. 核力是短程力。
12. 描述电子状态的四个量子数是s m j l n ,,,。
13. 原子核发生α衰变时，原子在周期表中的位置向后退了2位。
14. 原子核自高能态向低能态跃迁时一定放出γ光子。
15. 镎系()Pu 24192经过连续十三次衰变,最后稳定到Bi 20783。
16. 原子核反应过程中质量和总能量是守恒的。
17. 介子和重子都只参与弱相互作用和强相互作用。
18. 质量相同的轻核聚变和重核裂变所放出的能量是相同的。
1. 原子核外电子在核的库仑场中绕核运动辐射能量。
2. 碱金属原子光谱的第一辅线系是三线结构。
3. 夫朗克—赫兹实验证明了原子体系能量是量子化的。
4. 磁量子数J M 表征在外磁场作用下电子轨道在空间的可能取向。
5. 原子核磁矩在外磁场中的分量是(βI I g M )。
6. 按照泡利原理l 次壳层最多可以填()1+l 个电子。
7. 基态时n=1、n=2、 n=3壳层填满，且4s 次壳层填了二个电子的原子是镍原8. 描述电子状态的四个量子数是s l m m l n ,,,。
9. 处于53G 状态的原子角动量在外磁场中的最大分量是 3。
10. 核力是强相互作用力。
11. γ射线有最大的贯穿本领和最小的电离作用。
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
原子物理学考试试题及答案
原子物理学考试试题及答案一、选择题1. 原子的最内层电子称为：A. 价电子B. 建筑电子C. 寄生电子D. 核电子答案：D2. 原子核由以下粒子组成：A. 质子和中子B. 质子和电子C. 电子和中子D. 电子和反电子答案：A3. 处于激发态的原子能通过放射射线来跃迁到基态，这种现象称为：A. 加速B. 衰变C. 俘获D. 减速答案：B4. 质子和中子的总数称为：A. 元数B. 核数C. 溶液D. 中性答案：B5. 薛定谔方程用于描述：A. 电子的运动B. 质子的运动C. 中子的运动D. 原子核的运动答案：A二、填空题1. 波尔模型中，电子在不同能级之间跃迁所产生的谱线称为________。
答案：光谱线2. 在原子核中不存在电子，否则将引起能量的________。
答案：不稳定3. 原子核的质子数称为原子的________。
答案：原子序数4. 核力是一种____________，它使质子和中子相互_________。
答案：强相互作用力，吸引5. 电子云代表了电子在空间中的________分布。
答案：概率三、简答题1. 什么是原子物理学？答案：原子物理学是研究原子及其结构、性质、相互作用原理以及与辐射的相互作用等的学科。
它主要探索原子的构成、原子核内的粒子、原子的能级结构、原子的光谱以及原子的物理性质等方面的知识。
2. 描述一下半导体材料的能带结构。
答案：半导体材料的能带结构是介于导体和绝缘体之间的一种情况。
它具有价带和导带两个能带，两者之间由能隙分隔。
在室温下，半导体材料的价带通常都被电子占满，而导带中几乎没有电子。
当外加电场或光照射时，价带中的电子可以跃迁到导带中，从而形成电流。
3. 解释原子的放射性衰变现象。
答案：原子的放射性衰变是指具有不稳定原子核的放射性同位素经过一系列放射性衰变过程，最终转化为稳定同位素的现象。
衰变过程中放出的射线包括α粒子、β粒子和γ射线。
这种衰变过程是由于原子核内部的质子和中子的改变导致了核内部的不稳定性，从而通过释放射线来恢复稳定。
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？
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原子物理学习题
提出电子自旋概念的主要实验事实 原子的有效磁矩与总磁矩的关系 .
和
.
如果原子处于2P1/2态，它的朗德因子g值为 有效磁矩为 μB，在外磁场中，分裂为 层？
,
16
原子物理学习题
铍原子基态电子组态是2s2s，设一个价电子处于2s态，另一 个电子被激发到3s态，按L-S耦合可形成哪些原子态？写出有关 的原子态符号.画出相应的能级跃迁图.
A.可能出现10条谱线，分别属于4个线系 B.可能出现9条谱线，分别属于3个线系 C.可能出现11条谱线，分别属于5个线系 D.可能出现1条谱线，属于赖曼系
3
原子物理学习题
原子处于的能级n，向低能级跃迁，产生的光谱线条数是多少？ 欲使处于基态的氢原子能发出 A. 13.6eV
Hα 线，则至少需要给它多少能量：
17
原子物理学习题
当主量子数n=1,2,3,4,5,6时,如果用字母表示每个壳层依次为:
A. K, L, M, O, N, P
C. K. L. M. O. P. N
氦原子的能级有两套，一套是 从而光谱应有
B. K, L, M, N, O, P
D. K, M, L, N, O, P
重的，一套是 重的，
A.
MH me M H
me M H B. me M H
me M 核 D. me M 核
M核 C. me M 核
5
原子物理学习题
设粒子的质量为m，在具有无限高势垒、宽度为a的一维
直角势阱里运动.试根据索末菲量子化通则对上述情况求出 这粒子能量的允许值.
9
原子物理学习题
原子中轨道磁矩和轨道角动量的关系应为:
e L L me
e L L 2me
L
e L 2me
e L L me
试计算处于2D3/2状态的原子的磁矩及在z方向上的投影的可能值.
试证明处于6G3/2状态的原子的磁矩为零.
锂原子的基态是2s，当处于激发态3d的锂原子向低能级跃
20
原子物理学习题
2p3p的3P到2s2p的3P跃迁，可产生几条谱线？ 氦原子的第一激发态是 定则 （写出光谱项符号），由于选择
的限制，它不能通过自发辐射跃迁到基态，因此可在该 .
，基态原子态 ， μ l= ，该态的角 ，
态停留较长时间，这种状态称为
写出Z=？的原子的核外电子排布 动量S= ，L= ，J= ，磁矩μs =
迁时，可能产生几条谱线（不考虑精细结构）？试画出有关的 能级跃迁图。这些谱线中哪些属于你知道的谱线系的？同时写 出所属谱线系的名称及谱线系波数表达式。
10
原子物理学习题
11
原子物理学习题
①试写出钠原子主线系、第一辅线系、第二辅线系和柏格曼 系的波数表达式； ②若不考虑精细结构，则钠原子自3d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？ ③若考虑精细结构，则上问中谱线分别是几线结构？用光谱项表 达式表示出相应的跃迁.
原子物理学习题
信息科学类
2013-2014学年
1
原子物理学习题
（3）α粒子散射实验说明了：
A.能级的存在
C.核自旋的存在
B.原子核的存在
D.电子的存在
（4）简述原子的汤姆逊模型和核式模型.
2
原子物理学习题
氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：
A.13.6 V和10.2 V
C.13.6 V和3.4 V
μ j=
g=
，以及它们在Z方向上的投影
，在弱磁场中分裂成
，该态的朗德因子
个能级。
21
原子物理学习题
1. 请写出康普顿散射公式，并说明每一个符号的物理意义. 2. 康普顿波长的定义及其物理意义 3.X射线谱包括 谱和 谱两部分.
4. 在康普顿散射试验中，为什么Δλ与散射物种类无关？
5.请写出X射线谱的跃迁定则 6.请写出p5和d9电子组态形成的原子态 7.简述莫塞莱定律. 8.简述x射线连续谱与标识谱的产生机理. 9. X射线管的管压为30 KV时，连续谱的短波限为多少nm? 10. X射线连续谱的短波限只与 有关，与 无关.
22
原子物理学习题
23
原子物理学习题
24
12
原子物理学习题
碱金属原子光谱公式中有效量子数不是整数的原因是： 碱金属原子的精细结构是由于电子 和 相互作用， 导致碱金属原子能级双层分裂（s态除外）造成的.
13
原子物理学习题
(1) g=6/7, s=1/2, j=5/2 (2) g=4/3, s=1, l=2
14
原子物理学习题
套.
18
原子物理学习题
氦原子有单重态和三重态，但1s1s的3S1并不存在，其原因 是： A.因为自旋量子数为1/2，故J=1/2; B. 泡利不相容原理限制了1s1s的3S1的存在；
C.因为三重态能量最低的是1s1s的3S1；
D.因为1s1s的3S1 和1s2s的3S1是简并态.
19
原子物理学习题
，试证明：帕邢系的第一条谱线波
7
原子物理学习题
实物粒子的德布罗意波长在一般情况下可表示为: 1 2 1 A. hc / mv B. hc / m0v 2 2 2 h h h h D. C. p m0v p mv
为了使电子的德布罗意波长为0.1 nm(10-10 m)需加多大的加速电压?
不确定关系是微观物质的客观规律，它来源于
A.在微观范围轨道概念不适用； B.实物粒子具有二象性；
C.对微观体系，目前实验精度不够；D.实验上发现能级有一定宽度.
8
原子物理学习题
为了证实德布罗意假设,戴维孙和革末于1927年在镍单晶上做
了电子衍射实验,从而证明了: A、电子的波动性和粒子性； C、电子的粒子性； B、电子的波动性； D、所有粒子具有二象性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B. 12.09eV
C. 10.2eV
D. 3.4eV
已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子结构的 “正电子素”或“电子偶素”. 试计算“电子偶素”的（1）第一玻尔轨道 半径，（2）基态能量，（3）电离电势和第一激发电势，（4）赖曼线系中 的最长波长.
4
原子物理学习题
费兰克—赫兹实验的结果说明： A. 电子自旋的存在 B. 原子能量量子化 C. 原子具有磁矩 D. 原子角动量量子化 对类氢离子当考虑核的运动时，只须将电子质量换成约化质量 (折合质量)，对类氢离子约化质量为：
B.-13.6 V和-10.2 V
D.-13.6 V和-3.4 V
请写出赖曼系和巴尔末系的线系公式，并计算它们的波 长范围（即求出每个线系的最短波长和最长波长的值）. 氢原子基态能量为-13.6 eV，用加速到12.09 eV电子轰击基 态氢原子，观察氢原子谱时可看到几条谱线？波长各为多少？ 根据玻尔理论，若将氢原子激发到n=5的状态，则
试用波尔—索末菲的量子化条件,求一维谐振子的能量可能
值. 已知平面转子的转动惯量为I，利用玻尔—索末菲量子化条 件求其能量的可能值 .
光谱项T(n)与能级En的关系是：
6
原子物理学习题
线状光谱是
所发的，带状光谱是
所发的.
要确定一个原子的状态,需要哪些量子数? 19世纪末经典物理遇到哪些困难？ 设氢原子光谱的巴耳末系的第一条Hα谱线的波长为 二条谱线Hβ的波长为 长为 /( ) ，第