(完整word版)原子物理习题

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：C

A ．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:C

A ．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 A

A 。

B μ33； B. B μ32； C. B μ32 ； D 。 B μ2

2

。

(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:D

A 。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：A

A ；)(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 μ3

15

； 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：C

A ．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:D

A ．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：A

A.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：C

A．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：B

A.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：D

A.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?B

A。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：B

A。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B

A.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 2

1P 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

412

3

212=+⨯

=+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 m

e

g

2=μ h h J J P J 2

15)1(=+= 按LS 耦合：5

2

156)1(2)1()1()1(1==++++-++

=J J S S L L J J g

B B J h m e μμμ7746.05

15

215252≈=⋅⋅⋅=

∴ 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.