原子物理试题集及答案

原子物理试题集及答案

第一章

填空1、（）实验否定了汤姆逊原子结构模形。答：（α粒子散射）。2、原子核式结构模型是（）。3、夫兰克—赫兹实验证明了（）答原子能级的存在。

4、德布罗意波的实验验证是（）答电子衍射实验。选择题

1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个）（A ）α粒子散射实验。（B ）光电效应，（C ）康谱顿效应，（D ）夫兰克—赫兹实验。答（A ）

2、α粒子散射实验实验得到的结果：（A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。，

（B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。（C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。，其中有接近180。的。

（D ）全部α粒子偏转角大于90。答（C ）第二章填空

1、光谱的类型（）光谱、（）光谱，（）光谱。答：线状、带状，连续。

2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（）、（）、（）、（）答；（红、深绿、青、紫）

3、氢原子光谱的前4个谱线系是（）、（）、（）、（）。答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开）

4、玻尔理论的三个假设是（1）、（（2）（）（3）（）

5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况）

6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n ）

7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案3个）（可作填空或选择）

8、氢原子的玻尔半径a 0=,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（）

A ，半短轴分别为（）A 、（）A 。

解：根据半长轴20a

a n Z =可得： 2.116a =A

因1,2n φ= 由n b a

n

φ=得 b 1=, b 2=

9在气体放电管中，用能量为的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子能量中能是

（A ） , (B) Ev .

（C ） eV 、 eV 、19 eV ，（D ） eV 、 eV 、 eV . 答案(C)

10在气体放电管中，用能量为的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的普线有( )条答案(3) 问答

5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？答（1）光谱的实验资料和经验规律，（2）以实验基础的原子核式结构模型，（3）从黑体辐射的事实发展出来的量子论。

6、在玻尔氢原子中，势能为负值，其绝对值比动能大，它说明什么含义？

答说明电子被原子核所束缚得很紧，电子具有的动能不能挣脱原子核束缚而离开变为自由电子。 7、对处于第一激发态（n=2）的氢原子，如果用可见光照射能否例之电离？为什么？答不能。

因为根据玻尔能级跃迁公式，

)121(

1

2

2∝-=H R λ

得而可见光中最短波长是所不能使之电离。

8、轻原子被激发到某一能级后，跃迁回到基态一共放出三条谱线，（1）试确定被激发到的能级的主量子数，（2）用能级跃迁图把这三条谱线表示出来，（3）并说明是属于什么线系？答：（1）n=3.

9

π

2h

n

L =∴ 得证。 *10、用量子化通则证明普朗克能量量子化。

证明；因为谐振子的坐标为：t A q

ωcos =，动量：t mA q

m p ωωsin -==& 由量子化通则得：T A m tdt m A pdq nh T 220

22

2

2

1

sin ωωω=

==??

而谐振子能量是222

1

A m E ω=

νnh T nh

E ==

∴ 得证。第三章

1、波函数的标准条件是：（）、（）、（）。答（单值的、有限的、连续的）。

2、一个光子的波长为300A &，测量此波长的精确度为10-6倍，此光子的位置的不确定量是（）mm 。答 (解: λ

h

p =

由π

λλ

λλ4)1

1

(

2

1

2

h

xh

xh p x ≥

=-

=??得

3、若一个电子处于原子中某能态的时间为10-8s ，则该能态的能量最小不确定量是（）。答案eV 8103.3-?

解: π4h

E t ≥

eV t

h E 8103.34-?=?≥?π 4、一维简谐振子在n=2能级的量子化能量是（）

答：νh n )21(+=ννh h 25

)212(=+

5、已知德布罗意波函数为ψ，在t 时刻，单位体积内发现一个粒子的几率是（）答：*ψψ 或2ψ

6、若质量为m 的中子的德布罗意波长为λ，（不考虑相对论效应）则它的动能为（）。

答案2

2

2λ

m h 7为使电子的德布罗意波长为λ，需要的加速电压为（）。

答案2

22λme h U =

7、波函数为什么要归一化？

答：因为粒子必定要在空间中某一点出现，所以粒子在某时刻在空间的各点出现的几率总和等于1，所以波函数要归一化。选择2玻恩对实物粒子的德布罗意波波涵数),,(z y x ψ的统计解释：答案（B ）（A ）),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。（B ）2

),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。（C ）τd z y x ),,(ψ表示t 时刻在体积τd 中发现一个粒子的几率表达为

（D ）以上都不对。

3、从玻恩对实物粒子的德布罗意波的统计观点看粒子（电子）衍射结果是：答案（D ）（A ）亮纹处是粒子 | ? |2小到达几率小的地方，暗纹处是粒子 | ? |2大到达几率大的地方。

（B ）亮纹处是粒子 | ? |2小到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ? |2大到达几率大的地方。

（C ）亮纹暗纹处都是粒子 | ? |2大到达几率一样的地方。

（D ）亮纹处是粒子 | ? |2大到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ? |2小到达几率小的地方。

4、若α粒子（电荷为2e ）在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则α粒子的德布罗意波长是：

（A ）eRB h 2 ，（B ）eRB h ，（C ）eRBh 21 ，（D ）eRBh 1

。

答案（A ）

过程R v m eBv 22= m

eBR

v 2= eRB h p h 2==λ。