(完整word版)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.
原子物理学杨福家1-6章 课后习题答案(2020年7月整理).pdf
原子物理学课后前六章答案（第四版）杨福家著(高等教育出版社)第一章：原子的位形：卢瑟福模型 第二章：原子的量子态：波尔模型 第三章：量子力学导论第四章：原子的精细结构：电子的自旋 第五章：多电子原子：泡利原理 第六章：X 射线第一章 习题1、2解1.1 速度为v 的非相对论的α粒子与一静止的自由电子相碰撞，试证明：α粒子的最大偏离角约为10-4rad.要点分析: 碰撞应考虑入射粒子和电子方向改变.并不是像教材中的入射粒子与靶核的碰撞(靶核不动).注意这里电子要动.证明：设α粒子的质量为Mα，碰撞前速度为V ，沿X 方向入射；碰撞后，速度为V'，沿θ方向散射。
电子质量用me 表示，碰撞前静止在坐标原点O 处，碰撞后以速度v 沿φ方向反冲。
α粒子-电子系统在此过程中能量与动量均应守恒，有：222212121v m V M V M e +'=αα （1）ϕθααcos cos v m V M V M e +'= （2）ϕθαsin sin 0v m V M e −'= （3）作运算：（2）×sin θ±(3)×cos θ,（4）（5）再将（4）、（5）二式与（1）式联立，消去Ｖ’与v，化简上式，得（６）θϕμϕθμ222sin sin )(sin +=+ （７）视θ为φ的函数θ（φ），对（7）式求θ的极值，有令sin2(θ+φ)-sin2φ=0 即 2cos(θ+2φ)sin θ=0若 sin θ=0, 则 θ=0（极小） （8）（2）若cos(θ+2φ)=0 ,则 θ=90º-2φ （9）将（9）式代入（7）式，有θϕμϕμ2202)(90sin sin sin +=−θ≈10-4弧度（极大）此题得证。
1.2（1）动能为5.00MeV 的α粒子被金核以90°散射时，它的瞄准距离（碰撞参数）为多大？ （2）如果金箔厚1.0 μm ，则入射α粒子束以大于90°散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒子的百分之几？要点分析:第二问是90°～180°范围的积分.关键要知道n, 注意推导出n 值.其他值从书中参考列表中找.解：（1）依金的原子序数Z2=79答：散射角为90º所对所对应的瞄准距离为22.8fm.(2)解: 第二问解的要点是注意将大于90°的散射全部积分出来. (问题不知道nA,但可从密度与原子量关系找出)从书后物质密度表和原子量表中查出ZAu=79,AAu=197, ρAu=1.888×104kg/m3依θasin即单位体积内的粒子数为密度除以摩尔质量数乘以阿伏加德罗常数。
高三物理原子练习题
高三物理原子练习题1. 题目：下列关于原子和原子结构的说法中，正确的是（）A. 电子、质子和中子是原子的基本组成部分B. 电子负载在一个原子核外的轨道上C. 原子核是一个带正电的粒子D. 原子的大小主要由电子云决定2. 题目：以下关于元素周期表的叙述，错误的是（）A. 元素周期表是按照元素的原子序数从小到大排列的B. 周期表的第一行代表着1周期C. 周期表的最后一行代表着7周期D. 元素周期表中的元素以相似的化学性质周期性地分布3. 题目：下列关于原子核的说法中，不正确的是（）A. 原子核由质子和中子组成B. 原子核带有正电荷C. 原子核在原子中的体积很小，但质量却占据绝大部分D. 原子核带有自旋4. 题目：下列关于电子云的说法中，错误的是（）A. 电子云是由电子构成B. 电子云在原子核外形成了一定的空间分布C. 电子云的位置和速度可以同时确定D. 电子云的分布与电子的能量有关5. 题目：下列关于原子尺寸的说法中，正确的是（）A. 原子的尺寸是确定且不变的B. 原子的尺寸越大，其原子核和电子间的相互作用越强C. 原子的尺寸可由原子核的大小确定D. 原子的尺寸可以用电子云的外径表示6. 题目：下列关于原子核内质子和中子的说法中，正确的是（）A. 质子和中子的质量相等B. 质子和中子的数量决定了元素的化学性质C. 质子和中子的电荷数相等D. 质子和中子均带有自旋7. 题目：以下关于原子模型的发展历程的说法，正确的是（）A. 托姆逊提出的原子模型中，原子有质子和电子两种基本组成部分B. 波尔提出的原子模型中，电子分布在不同的轨道上C. 瑞利提出了电子云的概念，说明了电子的双性D. 卢瑟福通过金箔实验发现了原子核的存在，提出了实验原子模型8. 题目：下列关于元素的说法中，不正确的是（）A. 元素是由相同种类的原子组成的，具有相同的原子序数B. 元素可以在化学反应中被分解为其他化合物C. 元素是构成物质的基本单位D. 元素可以通过化学方法进行定性分析9. 题目：下列关于原子核和电子云的比较中，正确的是（）A. 原子核带有负电，电子云带有正电B. 原子核的质量占据了整个原子的大部分C. 电子云的体积大于原子核D. 原子核和电子云都是以静止的状态存在10. 题目：以下关于同位素的叙述中，错误的是（）A. 同位素是指具有相同质子数但中子数不同的核素B. 同位素具有相似的化学性质C. 同位素的存在导致了同一元素的相对原子质量不同D. 同位素的存在对元素周期表的排列没有影响以上是高三物理原子练习题，希望能够帮助你巩固对原子和原子结构的理解。
(完整word版)选修3-5玻尔的原子模型习题(含答案)
18.4玻尔的原子模型课后作业1．氢原子从基态跃迁到激发态时，下列论述中正确的是（B）A．动能变大，势能变小，总能量变小B．动能变小，势能变大，总能量变大C．动能变大，势能变大，总能量变大D．动能变小，势能变小，总能量变小2．下列叙述中，哪些符合玻尔理论（ABC）A．电子可能轨道的分布是不连续的B．电子从一条轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或吸收一定的能量C．电子的可能轨道上绕核做加速运动，不向外辐射能量D．电子没有确定的轨道，只存在电子云3．大量原子从n=5的激发态向低能态跃迁时，产生的光谱线数是（ B ）A．4条B．10条C．6条D．8条4．对玻尔理论的评论和议论，正确的是（BC）A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念5．氢原核外电子分别在第1、2条轨道上运动时，其有关物理量的关系是（BC ）A．半径r1＞r2 B．电子转动角速度ω1＞ω2C．电子转动向心加速度a1＞a2 D．总能量E1＞E26．已知氢原子基态能量为-13.6eV，下列说法中正确的有（ D ）A．用波长为600nm的光照射时，可使稳定的氢原子电离B．用光子能量为10.2eV的光照射时，可能使处于基态的氢原子电离C．氢原子可能向外辐射出11eV的光子D．氢原子可能吸收能量为 1.89eV的光子7．氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率v1的光子，从能级A跃迁到能级C 释放频率v2的光子，若v2＞v1则当它从能级C跃迁到能级B将（D）A．放出频率为v2-v1的光子B．放出频率为v2+ v1的光子C．吸收频率为v2- v1的光子D．吸收频率为v2+v1的光子8．已知氢原子的基态能量是E1=-13.6eV，第二能级E2=-3.4eV．如果氢原子吸收______eV的能量，立即可由基态跃迁到第二能级．如果氢原子再获得 1.89eV的能量，它还可由第二能级跃迁到第三能级，因此氢原子第三能级E3=_____eV．10.2 -1.511。
第一课原子物理第六章习题
K _____K_α_______K_β________ -87.9
EM 2.97keV
EN
Ek
hc k
EN 0.58KeV
习题
6 - 5 （2）计算激发L线系所需最小能量与Lα线的波长
习题
6-6 一束波长为0.54nm的单色光入射到一组晶面上，在与入射束偏 离为120°的方向上产生一级衍射极大，试问晶面间距为多大？
习题
6-3
钕原子（Z=60）的L吸收限为0.19nm，试问从钕原子中电离一 个K电子需要做多少功？
Ek
hcR( Z
1)2
(1
1 22
)
35.5KeV
hc 1.24nm KeV
EL L 0.19nm 65.5KeV
Ek EL Ek 42KeV
习题
hc hc hc
EL
Ek k
k
k
13.6keV
E(KeV) N ______________________ -0.58
M ______________________ L _________________K__γ ___
-2.97 -13.6
hc EM Ek k
6 - 5 铅的K吸收限为0.4141nm，K线系各谱线的波长为别 为：0.0167nm（Kα）；0.0146nm(Kβ);0.0142(Kγ),
现请：
（1）根据这些数据画出铅的X射线能级图
（2）计算激发L线系所需最小能量与Lα线的波长
Ek
hc k
87.9KeV
hc EL Ek k
习题
习题
原子物理第五章习题
网
co m
不符合泡利原理,不存在. 3G 5，4，3,(n,2,2,1/2), 3D 3，2，1(n,2,1,1/2),
1P 1, 1F 3(n,2,(2,1)(-1/2,+1/2)) 全同粒 子 . 与 1
G 的投影 态 重 复等
(P223). 所以形成的原子态中并只存在 1S ,1D ,1G, 3P, 3F 共 9 个可能态。 2．按照洪特能量定则,S 大的能级低, l 大的能量低, 3F4 ，3， 2；的能量 较低。 半数的情况下,J 小的能级较低,因而 3F2 状态能级最低。 组态为 解：方法二 1．∵ S=1,0 按照洪特的附加定则,同一 l 情况下，同科电子在壳层电子数不超过
co m
利用斯莱特图，可确定 ndnd 同科电子的原子态为 1S, 1D, 1G,3 P,3F . 从上面的分析中我们知道,我们找到的原子态是不考虑投影的,即其它 投影的情况包含在这些态中. 5-11 第五章习题 11,12 参考答案
后
答 案
w.
1
网
co m
1 1 E2 = hv = RhcZ 2 ( − ) = E ∞ = Rhcz 2 = 2 2 × 13.6eV = 54.4eV 1 n∞
据：
1 L ⋅ S 3 = [ J ( J + 1) − S (S + 1) − L (L + 1)]ℏ 2 2 2 1 3 3 1 1 = [ ( + 1) − ( + 1) − 2( 2 + 1)]ℏ 2 2 2 2 2 2 3 = − ℏ2 2 1 L ⋅ S 5 = [ J ( J + 1) − S (S + 1) − L (L + 1)]ℏ 2 2 2 1 5 5 1 1 = [ ( + 1) − ( + 1) − 2( 2 + 1)]ℏ 2 2 2 2 2 2 = ℏ2
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？
原子物理学作业习题1
原子物理学作业习题1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2．简答题：（1）简述卢瑟福原子有核模型的要点.（2）简述α粒子散射实验. α粒子大角散射的结果说明了什么？（3）什么是微分散射截面？简述其物理意义.（4）α粒子在散射角很小时,发现卢瑟福公式与实验有显著偏离,这是什么原因?（5）为什么说实验证实了卢瑟福公式的正确性,就是证实了原子的核式结构?（6）用较重的带负电的粒子代替α粒子作散射实验会产生什么结果?中性粒子代替α粒子作同样的实验是否可行?为什么?（7）在散射物质比较厚时,能否应用卢瑟福公式?为什么?（8）普朗光量子假说的基本内容是什么?与经典物理有何矛盾?（9）为什么说爱因斯坦的光量子假设是普朗克的能量子假设的发展.（10）何谓绝对黑体?下述各物体是否是绝对黑体?(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。
原子物理学答案
原子物理学习题第一章作业教材 20页 3题：若用动能为 1 MeV 的质子射向金箔，问质子和金箔原子核（Z=79）可以达到的最小距离多大？又问如用同样能量的氕核代替质子，最小距离为多大？解：r m =Z 1*Z 2*e 2/4*π*ε0*E = …… = 1.14 ⨯ 10-13m氕核情况结论相同----------------------------------------------------------------------------------------------- 21页 4题：α粒子的速度为 1.597 ⨯ 107 m/s ，正面垂直入射于厚度为 10-7米、密度为1.932 ⨯104 kg/m 3 的金箔。
试求所有散射在 θ ≥ 90︒ 的α粒子占全部入射粒子的百分比。
金的原子量为197。
解：金原子质量 M Au = 197 ⨯ 1.66 ⨯ 10-27 kg = 3.27 ⨯ 10-25 kg箔中金原子密度 N = ρ/M Au = …… = 5.91 ⨯ 1028个/m 3入射粒子能量 E = 1/2 MV 2= 1/2 ⨯ 4 ⨯ 1.66 ⨯ 10-27kg ⨯ (1.597 ⨯ 107m/s)2= 8.47 ⨯ 10-13J若做相对论修正 E = E 0/(1-V 2/C 2)1/2 = 8.50 ⨯ 10-13 J对心碰撞最短距离 a=Z 1⨯Z 2⨯e 2/4⨯π⨯ε0⨯E = …. = 4.28 ⨯ 10-14 m 百分比d n/n(90︒→180︒)=⎪⎭⎫ ⎝⎛︒-︒⨯90sin 145sin 14222Nta π= … = 8.50 ⨯ 10-4%-----------------------------------------------------------------------------------------------------------21页7题：3.5 MeV α粒子细束射到质量厚度为 0.01 kg/m2 的银箔上（图1-1）。
人教版物理选修3-5第十九章《原子核》单元测试题 Word版含答案
第十九章单元测试题一、选择题1.为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”。
所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。
“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反。
由此可知反氢原子是( )A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成D.由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成2.科学家们并不比常人有太多的身体差异，只是他们善于观察，勤于思考，有更好的发现问题、探究问题的毅力。
下列规律或定律与对应的科学家叙述正确的是( ) A．亚里士多德与自由落体规律B．开普勒与万有引力定律C．爱因斯坦与质能方程、相对论D．牛顿与能量守恒定律3.关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A.任何原子核都能自发地放出射线，称为天然放射现象B.放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线4.据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦教离奇身亡，英国警方调查认Po)，若该元素发生α衰变，半衰期是为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(21084138天，衰变方程为210 84Po→X＋42He＋γ，则下列说法中正确的是( )A.X原子核含有有206个核子，有122个中子B. 100 g的210 84Po经276天，已衰变的质量为75 gC.γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D.原子核内的核子间存在相互作用的核力5.放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为内能，再通过换能器转化为电能的一种装置。
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基本练习：1．选择题:（1)在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线：CA ．0;B 。
1; C.2； D 。
3 （2)正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为:CA ．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g 大小不同； C ．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁 (3）B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩（g ＝2／3）是 AA 。
B μ33； B. B μ32； C. B μ32 ； D 。
B μ22。
(4)在强外磁场中原子的附加能量E ∆除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有:DA 。
朗德因子和玻尔磁子B 。
磁量子数、朗德因子 C.朗德因子、磁量子数M L 和M J D 。
磁量子数M L 和M S （5)塞曼效应中观测到的π和σ成分,分别对应的选择定则为：AA ；)(0);(1πσ±=∆J M B. )(1);(1σπ+-=∆J M ；0=∆J M 时不出现； C 。
)(0σ=∆J M ，)(1π±=∆J M ； D 。
)(0);(1πσ=∆±=∆S L M M (6）原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为：B A ．B μ315； B. 0; C. B μ25; D 。
B μ215- （7）若原子处于1D 2和2S 1/2态，试求它们的朗德因子g 值：D A ．1和2/3； B.2和2/3； C.1和4/3； D 。
1和2 (8）由朗德因子公式当L=S,J ≠0时,可得g 值：CA ．2; B.1； C 。
3/2； D.3/4 （9）由朗德因子公式当L=0但S ≠0时,可得g 值:DA ．1； B.1/2； C.3； D 。
2（10)如果原子处于2P1/2态,它的朗德因子g值：AA.2/3;B.1/3;C.2;D.1/2（11）某原子处于4D1/2态,若将其放于弱磁场中，则能级分裂为：CA．2个；B。
9个； C.不分裂；D。
4个（12）判断处在弱磁场中,下列原子态的子能级数那一个是正确的：BA.4D3/2分裂为2个；B。
1P1分裂为3个; C.2F5/2分裂为7个; D.1D2分裂为4个(13）如果原子处于2P3/2态,将它置于弱外磁场中时，它对应能级应分裂为：DA.3个B.2个C。
4个 D.5个（14)态1D2的能级在磁感应强度B的弱磁场中分裂多少子能级?BA。
3个 B.5个C。
2个 D.4个（15）钠黄光D2线对应着32P3/232S1/2态的跃迁,把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂：BA。
3条B。
6条 C.4条 D.8条（16）碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D3/22P3/2)在磁场中发生塞曼效应,光谱线发生分裂，沿磁场方向拍摄到的光谱线条数为BA.3条B.6条C.4条D。
9条2．简答题:(1)原子的总磁矩与总角动量之间有何关系?这个关系是否受耦合方式的影响?（2）在什么条件下朗德g因子的值为1或2？(3）什么叫拉莫进动，由进动附加的角动量及磁矩在什么方向上？（4）外磁场对原子作用引起的附加能量与那些物理量有关？什么叫磁能级的裂距?(5)史特恩-盖拉赫实验证实了原子的那些性质?在这个实验中利用周期表中第一族元素，而且是处于基态的原子束，其目的是什么？（6）什么叫正常及反常塞曼效应？什么叫帕邢-背克效应？它们各在什么条件下产生？在这里判断磁场强弱的依据是什么？（7）在“弱”磁场和“强"磁场两种情况下，用那些量子数表征原子中电子的状态？（8）在史特恩—盖拉赫实验中,接收屏上原子束为(2J+1) 条,在塞曼效应中，塞曼磁能级分为（2J+1）层，这当然是两回事，但在本质上又有何相同之处。
3．计算题:(1）氦原子从1D 21P 1跃迁的谱线波长为6678。
1埃,(a ）计算在磁场B 中发生的塞曼效应(,用L 洛表示）; (b) 平行于磁场方向观察到几条谱线？偏振情况如何？(c ）垂直于磁场方向观察到几条谱线？偏振情况如何?(d ）写出跃迁选择定则，画出相应跃迁图 .（2）H g 原子从6s7s 3S 16s6p 3P 1的跃迁发出波长为4358埃的谱线，在外磁场中将发生何种塞曼效应？试分析之。
原子物理学第六章作业 (Ch S L 教材197页）6.1 已知钒原子的基态是2/34F 。
（1）问钒原子束在不均匀横向磁场中将分裂为几束?（2）求基态钒原子的有效磁矩。
解：（1）原子在不均匀的磁场中将受到力的作用，力的大小与原子磁矩（因而于角动量）在磁场方向的分量成正比。
钒原子基态2/34F 之角动量量子数2/3=J ,角动量在磁场方向的分量的个数为4123212=+⨯=+J ,因此,基态钒原子束在不均匀横向磁场中将分裂为4束。
（2)J J P meg2=μ h h J J P J 215)1(=+= 按LS 耦合：52156)1(2)1()1()1(1==++++-++=J J S S L L J J gB B J h m e μμμ7746.0515215252≈=⋅⋅⋅=∴ 6。
2 已知He 原子0111S P →跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线，其间距厘米/467.0~=∆v ，试计算所用磁场的感应强度.解：裂开后的谱线同原谱线的波数之差为:mcBeg m g m vπλλ4)(1'1~1122-=-=∆ 氦原子的两个价电子之间是LS 型耦合。
对应11P 原子态,1,0,12-=M ；1,1,0===J L S ，对应01S 原子态，01=M ,211.0,0,0g g J L S =====。
mc Be vπ4/)1,0,1(~-=∆ 又因谱线间距相等：厘米/467.04/~==∆mc Be vπ. 特斯拉。
00.1467.04=⨯=∴emcB π 3.Li 漫线系的第一条 (32D 3/222P 1/2)在磁场中将分裂成多少条谱线？试作出相应的能级跃迁图.解答：542/52/322/32/1322/52/31)(2/32=⨯⨯⨯+⨯-⨯+=D g322/32/122/32/1212/32/11)(2/12=⨯⨯⨯+⨯-⨯+=P g跃迁排列图M 3/2 1/2 −1/2 −3/2 M 2g 2 6/52/5−2/5−6/5││M 1g 11/3−1/3M 2g 2−M 1g 1 13/15 11/15 1/15 −1/15 −11/15−13/15因此，无磁场中的一条谱线在磁场中分裂成6条谱线。
能级跃迁图无磁场 有磁场22P1/23/21/2-1/2-3/21/2-1/2MMg6/52/5-2/5-6/51/3-1/332D 3/26。
4 在平行于磁场方向观察到某光谱线的正常塞曼效应分裂的两谱线间波长差是οA 40.0。
所用的磁场的B 是2。
5特斯拉,试计算该谱线原来的波长。
解：对单重项（自旋等于零）之间的跃迁所产生的谱线可观察到正常塞曼效应.它使原来的一条谱线分裂为三条,两个σ成分，一个π成分.π成分仍在原来位置，两个σ成分在π成分两侧,且与π成分间的波数间隔都是一个洛仑兹单位L.又2/)1(~,1~λλλλ∆-=∆=∆=vv符号表示波长增加波数减少。
根据题设，把λ∆近似地看作σ成分与π成分间的波长差，则有：L v=∆=∆2/~λλ 其中mc Be L π4/=2D 3/22P 1/2-3/2 -1/2 M 3/2 106/3 1/21/2σ σ π πσ σ因此，ολλA L5.4140101405.47=⨯≈∆=-米6。
5氦原子光谱中波长为)2131(1.66781121P p s D d s A →ο及)2131(1.70650311P p s S s s A →ο的两条谱线，在磁场中发生塞曼效应时应分裂成几条？分别作出能级跃迁图。
问哪一个是正常塞曼效应?哪个不是？为什么？解：（1）1,0,1,2,2,0,22221=±±====g M J S L D 谱项：。
1,0,1,1,0,11111=±====g M J S L P 谱项：L v)1,0,1(~+-=∆。
可以发生九种跃迁，但只有三个波长，所以ολA 1.6678=的光谱线分裂成三条光谱线，且裂开的两谱线与原谱线的波数差均为L ，是正常塞曼效应。
（2）对2,0,1,1,1,02213=±====g M J S L S 能级：00,0,0,1,1111103======g M g M J S L P ，能级：对L v )2,0,2(~+-=∆，所以ολA 1.7065=的光谱线分裂成三条，裂开的两谱线与原谱线的波数差均为2L,所以不是正常塞曼效应。
6 Na 原子从 32P 1/2 32S 1/2 跃迁的光谱线波长为 5896 Å，在 B =2.5 wb/m 2 的磁场中发生塞曼分裂。
问垂直于磁场方向观察，其分裂为多少条谱线?其中波长最长和最短的两条光谱线的波长各是多少Å？ 解答:322/32/122/32/1212/32/11)(2/12=⨯⨯⨯+⨯-⨯+=P g2)(2/12=S g跃迁排列格罗春图:M 1/2 −1/2 M 2g 2 1/3−1/3│ │M 1g 1 1−1 M 2g 2−M 1g 1 4/32/3−2/3 −4/3偏振态因此在磁场中原谱线分裂为四条。
垂直于磁场方向观察，这四条都能看到. 新谱线的能量为：B g M g M h h B μνν)(11220-+=能量最高和最低的谱线的能量分别为B hch B μλν340max +=B hc h B μλν340min -= 分别对应最短和最长的波长。
由 λhchv =得12523100max min62.169622010988.15.2/1092732.03410589613411----=⋅⨯⨯⨯⨯+⨯=⨯+==m m J TT J m hc B hc h B μλνλ12523100min max64.169590910988.15.2/1092732.03410589613411----=⋅⨯⨯⨯⨯-⨯=⨯-==m mJ T T J m hc B hc h B μλνλ 因此min = 5895。
46 Åmax = 5896.54 Å6.7 S P Na 33→原子从跃迁的精细结构为两条，波长分别为5895。
93埃和5889。
96埃。
试求出原能级2/32P 在磁场中分裂后的最低能级与2/12P 分裂后的最高能级相并合时所需要的磁感应强度Ｂ。
解：对;34,21,23,23,21,12/32=±±====g M j s l P 能级： ;32,21,21,21,12/12=±====g M j s l P 能级：磁场引起的附加能量为：B mhe Mg E π4=∆ 设,,,2/122/122/32S P P 对应的能量分别为012,,E E E ，跃迁,,2/122/122/122/32S P S P →→产生的谱线波长分别为12,λλ；那么，οολλA A 93.5895,96.588912==。