原子物理学试题(J卷)

宜宾学院20xx ——20xx 学年度下期

《原子物理学》试题（J 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⨯10-27kg = 938MeV/c 2 ；μB = 9.274⨯10-24J ⋅T -1 = 5.788⨯10-5eV ⋅T -；

u = 1.66⨯10-27kg = 931MeV/c 2；

e 2

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．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.2 B.1/2 C.1 D .4 2． 夫—赫实验的结果表明：( )

A.电子自旋的存在

B.原子能量量子化

C.原子具有磁性

D.原子角动量量子化 3．基于德布罗意假设得出的公式V

26.12=

λ Å的适用条件是：( )

A.自由电子，非相对论近似

B.一切实物粒子，非相对论近似

C.被电场束缚的电子，相对论结果

D.带电的任何粒子，非相对论近似 4． 产生两条钠黄线的跃迁是：( )

A.32P 1/2→32S 1/2 , 32P 1/2→32S 1/2

B.3 2S 1/2→32P 1/2 , 32S 1/2→32P 3/2

C.3 2D 3/2→32P 1/2, 32D 3/2→32P 3/2

D.3 2D 3/2→32P 1/2 , 32D 3/2→32P 3/2

5．泡利不相容原理说: ( )

A.自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中

B.自旋为整数的粒子能处于同一量子态中

C.自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中

D.自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中

6．在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线：( )

A.0

B.1

C.2

D.3

7．氖原子的电子组态为1s 22s 22p 6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：( ) Ａ.１Ｐ１ Ｂ.３Ｓ１ Ｃ .１Ｓ０ Ｄ.３Ｐ０

8．原子发射伦琴射线标识谱的条件是：( )

Ａ.原子外层电子被激发 Ｂ.原子外层电子被电离

Ｃ.原子内层电子被移走 Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强

9．已知钠原子核23Na 基态的核自旋为I=3/2,因此钠原子基态32S 1/2能级的超精细结

构为: ( )

A.2个

B.4个

C.3个

D.5个

三、计算题（第3题12分，其余每题10分， 共 52分）

1．当处于基态的氢原子被12.3eV 光子激发后，被激发的氢原子可能产生几条谱线？求出相应

谱线的频率（用玻尔理论，不考虑电子自旋）

2．钇原子基态为2D，用这种原子进行史特恩—盖拉赫实验时，原子束分裂为4基态总磁矩及其在外磁场方向上的投影（结果用玻尔磁子表示）3．镉原子在1D2→1P1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子置于强度为2T 的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃迁图。

4．已知

U 235

的核子的平均结合能为7.572 MeV ，Sn 117及Sn 118的核子的平均

结合能为8.6MeV ，求U 235

裂变为两个Sn 核时放出多少能量？平均一个核

子释放多少能量？

5．由210Po 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。