2021年近代物理概论习题库答案

《近代物理概论》习题库答案
命题教师：刘松红使用班级：物理08专
一．选取题(共10题，共有28分)
1.D
2.C（由洪德定则可得）
3.A
4.D
5.C
6.B
7.C
8.C
9.A
10.B
11.C
二．填空题(共8题，共有30分)
1.碱金属光谱精细构造；斯特恩-盖拉赫实验.。

2.
4πmc
e
v∆~或
hc
v
μ
B
∆~； 1.00。

3.（主量子数）n；{ 角量子数（或轨道量子数）}l；K；M；O 。

注：（括号内文
字可不填）。

4.2.86⨯102
5.在同一原子中不能有两个或两个以上电子处在同一状态（或：在同一原子中不能有两个或
两个以上电子具备完全相似n l m m
l s
,,,四个量子数）；半整数
6.穆斯堡尔；穆斯堡尔效应。

7．完毕下列核反映：
n1
；n10
Ar
37
18
；He
3
2
3n10；Mn
55
25
8．电子；量子化
9．持续谱分立谱；韧致辐射内层电子能级跃迁；
10．自旋磁矩；轨道磁矩自旋磁矩
11．4.6e14 6.5e-7m；8.2e-7m
12.α大角度；核式
13波数，莱曼系，=
n2,3,4，﹍﹍。

14．2
12P 2
32
P
15．α衰变 β衰变 γ衰变
16激发能不不大于裂变阈能．
17．粒子在其能量E 不大于E 不大于势垒高度V 0时仍能贯穿势垒现象
18. nP →2S 跃迁，2n ≥；nD →2P 跃迁，3n ≥，简称一辅系，又称漫线系；nS →3D 跃迁，
3n ≥，简称二辅系，又称锐线系；④nF →3D 跃迁，4n ≥，又称基线系。

19. 1;0,1l j ∆=±∆=±（0→0除外）
三简答题
1. 写出氢原子辐射选取定则。

2．波恩关于量子力学波函数记录诠释内容是什么？
2答：
3. 解释自旋－轨道互相作用产生物理机制。

4. 简述玻尔理论三个假设
典型轨道和定态条件、频率条件、角动量量子化
5. 简述核力基本性质
（1）核力是具备饱和性短程力（2分）.
（2）核力是强互相作用力（2分）。

（3）核力电荷无关性（2分）。

6. ①由同一电子组态形成所有也许态中，多重性最大（即S 最大）那些态具备最低能量；在多重性相似所有态中，L 值最大态能量最低（2分）。

②当支壳层填充不满一半时，具备最小J 值（即J L S =-能级最低，这称为正常顺序；当支壳层填充超过一半时，具备最大J 值（即J L S =+）能级最低，这称为倒转顺序（3分）。

7.2
2[]2i V t m
ϕϕ∂=-∇+∂
四、计算题
1.解:：
也许原子态： (4分) 4s4s ： 1S 0 ；
4s3d ：1D 2 、3D 3,2,1 ；
4s4p ：1P 1 、3P 2,1,0； 4s5s ： 1S 0 、3S 1 。

能级跃迁图： (6分）
4s4p
4s3d
1S 0 3S 1 1
P 1
3P 1
D 2 1
S 0
3 2 1
2 1 0
3
D
2.解:：
也许原子态 （3分） 4s4s ：10S ； 4s4p ：11P 、32,1,0P ； 4s5s ：1S 0，3S 1 能级跃迁图 （5分）
3.解:：
∆E = R He hcZ 2[1/12 - 1/32] = 13.6⨯4⨯8/9 = 48.36eV
当E k ≥∆E 时，其中E k = 1
2m e V 2，能使He +激发到第二激发态
V min = (2∆E /m e ) 1/2 = (2⨯48.36/(0.511⨯106)) 1/2⨯3⨯108 = 4.13⨯106m ⋅s -1
4.证明:: (1) P L x L x L 1203
2313=
=⎰sin
/πd ； (3分) (2) P L n x L x n
L n
22021=
=⎰sin /πd . (2分) 5．解：34
34
6.63(2)(1) 6.63(2)0.0520
1010h h m m p mv λ--⨯====⨯⨯分分分（共计5分）
6．解：总自旋量子数S 取两个值：0,1S =，总轨道量子数1,2,3L =取三个值（3分）。

当S=0时，1,2,3J L ==；原子态为
1
1
1
12,
3
,
P D F
（2分）； 当S=1时，1L =；2J =，原子态为
3
2
P
；当S=1时，1L =；1J =，原子
态为
3
1
P （2分）
； 当S=1时，1L =；0J =，原子态为
3
P
；当S=1时，1L =；0J =，原子
态为
3
P
（2分）；当S=1时，2L =；3J =，原子态为3
3
D
；当S=1时，2L =；2J =，
原子态为
3
2
D
（2分）；当S=1时，2L =；1J =，原子态为3
1
D ；当S=1时，3L =；4J =，原子态
为
3
4
F
（2分）；当S=1时，3L =；3J =，原子态为3
3
F
；当S=1时，3L =；2J =，
原子态为
3
2
F
（2分）
7解：在γ衰变中，能量为
E γ
光子，是以动量
c
E p γγ
=
从核中发射出来（4分）。

由于衰
变核本来是静止，依照动量大小也为
p γ，即mv p γ=（3分）
，2
2
32
1 1.952210R m eV m E v E c
γ-=
==⨯（3分）。

8. 解：pd 电子组态即
1221
1
1
1
1
2
2
2
2
1
2
2
1
3
1,2,,
(4),122
153
,,(4)2
2
2
j l l s l s
s j j j l s
l s
l s
====+==-==+==+==分分，
pd 电子组态形成原子态为
4,3,2,1
35
(,)22
，
3,2,1,0
33(,)22
，
3,2
15(,)22
，
2,1
13(,)22
（4分）
4s5s
4s4p
4s4s
1
S 0
1S 03S 13P 0
3P 13
P 21
P 1
共12种原子态。

9解：
2 1.645
=-1.88 Mev
Q mC Mev
E
=∆=-
阀
（10分）。