原子物理学试题(C卷)

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宜宾学院20xx ——20xx 学年度下期

《原子物理学》试题（C 卷）

说明：（1）本试题共3 页 三 大题，适用于 物理与电子工程学院 物理学专业。 （2）常数表： h = 6.626 ⨯10-34J ⋅s = 4.136⨯10-15eV ⋅s ；R ∝ = 1.097⨯107m -1；e = 1.602 ⨯ 10-19C ；

N A = 6.022⨯1023mol -1； hc = 1240eV ⋅nm ；k = 1.380⨯10-23J ⋅K -1 = 8.617⨯10-5eV ⋅K ； m e = 9.11⨯10-31kg = 0.511Mev/c

2；m p = 1.67⨯10-27kg = 938MeV/c 2；a 0 = 0.529⨯10-10m ； m p = 1.67⨯10-27

kg = 938MeV/c 2

；μB = 9.274⨯10-24

J ⋅T -1

= 5.788⨯10-5

eV ⋅T -

； u = 1.66⨯10-27kg = 931MeV/c 2；

e 20

4πε = 1.44eV ⋅nm

考试时间：120分钟

一、填空题（每小题 3 分，共 21 分）

1．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———————————————————————————————————。

2．处于2S 1/2的基态钾原子，在0.40特斯拉的磁场中，若要诱导电子的自旋变换方向， 则需要外加振荡电磁场的频率为 Hz 。

3．静止的电子与He 核结合成一个He +

离子，这过程中发射的光子波长为 nm 。。 4．某原子基态时其电子填满了K ，L 壳层和3s 支壳层，并在3p 支壳层上填了3个电子， 则其原子序数Z= ，基态的原子态为 。这种原子束在斯特恩 ─ 盖拉赫实 验中将分裂成 束，在均匀磁场B 中将分裂成 个子能级。

5．在X 射线吸收多重光谱中K 系带是____

重的，L 系带是____重的，而M 系带则 是____重的。

6．电荷数Z 相同而质量数A 不同的原子核, 称为 .，而A 相同，Z 不 同的核素称为 。

7．原子核的结合能近似与核子数A 成 比，从而推知核力是具有饱和性的短程力； 根据核半径R = 又推知核体积与 成正比。 二、选择题（每小题 3 分，共 27 分）

1．碱金属原子形成精细结构光谱的选择定则为 ∆l =±1; ∆j =±01, , 对于氢原子形成精细结构

光谱的选择定则与上述选择定则 （ ） A. 不同; B. 相同;

C. ∆l 相同, ∆j 不同;

D. ∆l 不同, ∆j 相同。

2．对Cu （Z=29）原子，失去一个K 壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量差不多大多少倍？（ ）

A. 100,000；

B. 100；

C. 1000；

D. 10,000。

3．用电压V 加速的高速电子与金属靶碰撞而产生X 射线，若电子的电量为 - e ，光速为c ，普朗克常量为h ，则所产生的X 射线的短波限为：（ ） A. hc 2/eV ； B. eV/2hc ； C. hc/eV ； D. 2hc/eV 。 4．由状态2p3p 3P 到2s2p 3

P 的辐射跃迁： A. 可产生9条谱线；

B. 可产生7条谱线；

C. 可产生6条谱线；

D. 不能发生。

5．下列粒子中不服从泡利不相容原理的是：

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光子； C. 中子； D. 电子。

B 可视为弱磁场，则：（ ） μ再与B 耦合; 与μS 不能耦合成μ; ; B 耦合,而后形成总附加能。

（ ） ; B. 散射物太厚;

; D. 小角散射时,一次散射理论不适用。

（ ）

n 和l 值的增加，两者差别减少； n 和l 值的增加，两者差别增加； n 和l 值的增加，两者差别减少；

并为该金箔所散射。若θ=90°对应的瞄准距离为b ，（ ） C. 4b ; D. 0.5b 。

三、计算题（第3题12分，其余每题10分， 共 52分）

L =2, 问: (1) L x 2+L y 2的极小值是什么? (2) L x 2+L y 2的极大值是什么? y 2=? (4) 从这里能够确定L x 和L y 的值吗?

2．试确定波长为300nm, 强度为3⨯10-14W/m 2的单色光束所对应的光子通量。

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3．镁原子（Z=12） (1) 画出镁原子基态和3s3p,3s4s,3s4p 组态所形成的原子态的能级示意图

（标明LS 耦合下的光谱符号）；(2) 在能级图上标出一种允许跃迁，一种禁戒跃迁，一条能 产生正常塞曼效应的谱线，一条能产生反常塞曼效应的谱线。

4．毕克林系是在星球的He +光谱中发现的。它是当He +中的电子从较高能级跃迁到n = 4能级发

射的。(1) 列出属于这一线系的谱线的波长的准确公式；(2) 求线系限的波长；(3) 这个线系在光谱的哪个区域？(4) 若He +处于基态，求电离能。（计算时取R He hc = 13.60eV ）

5．由

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Po 发出的α粒子射向静止的金核（Z =79），若该α粒子与金核可能达到的最短距离

40fm ，试求：

(1) 金核与散射角为60°时相对应的微分散射截面； (2) 金核与散射角大于90°时相对应的微分散射截面。