原子物理学科考试题
中南大学考试试卷
2009 -- 2010 学年1 学期时间100分钟课程原子物理
48 学时3 学分考试形式：开卷专业年级：临床（八年）08级
注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上
一．选择题(共10题, 共有30分)
1.碱金属原子能级的双线结构是由于下面的原因产生: （）
A. 相对论效应;
B. 原子实极化;
C. 价电子的轨道贯穿;
D. 价电子自旋与轨道角动量相互作用。
2．碱金属原子的光谱项为：（）
A. T = R/n2 ;
B. T = Z2R/n2 ;
C. T = R/n* ;
D. T = Z*2R/n2。
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. hc2/eV；
B. eV/2hc；
C. hc/eV；
D. 2hc/eV。
4.某原子的两个等效d电子组成原子态1G4、1D2、1S0、3F4,3,2和3P2,1,0，则该原子基态为：（）
A. 1S0；
B. 1G4;
C. 3F2；
D. 3F4。
5.镁原子（Z=12）处于基态时价电子的电子组态及基态原子态应是：（）
A. 3s3s，1S0；
B. 2s2p，3P0；
C. 2s2s，1S0；
D. 3s3p，3P0。
6.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. 原子内层电子被移走
C.原子外层电子被电离
D.原子中电子的自旋—轨道作用很强
7．氘核每个核子的平均结合能为1.11M,氦核每个核子的平均结合能为7.07 M,
由两个氘核合成一个氦核时 （ ）
A.放出能量23.84 M
B.吸收23.84 M
C.放出能量26.06 M
D.吸收5.96 M
8．某放射性核素的半衰期为2年，则经8年衰变掉的核数目是尚存核数的
（ ）
A.20倍
B.15倍
C.10倍
D.5倍
9.原子中轨道磁矩μL 和轨道角动量L 的关系应为 : （ ）
A .;μL e e m =L
B .;μL e e m =2L
C .;μL e e m =-2L
D ..μL e
e m =-L 。 10. 微观粒子的状态用波函数表示，对波函数的统计解释是： （ ）
A.表示微观粒子在时刻的坐标位置；
B.表示时刻，坐标处物质波的强度；
C.表示时刻，坐标处物质波的振幅；
D.表示微观粒子时刻在处单位体积中出现的几率。
二．填空题(共10题, 共有30分 )
1. 处于基态的银原子束通过一横向不均匀磁场时发生的两分裂（即史特恩-盖拉
赫实验）揭示了电子 的存在，由于电子的 和 相互
作用，碱金属原子能级出现了双层分裂（s 项除外）。
2.已知He 原子1P 1→1S 0跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线。若其波数间
距为?~v ，则此磁场的磁感应强度B = 。今测得?~.v =-04671cm ，
则B = 特斯拉。
3. 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 。
4. 某原子的两个价电子处于2s2p 组态，按LS 耦合可构成的原子态个数为 个，总角动量量子数 J 的值分别为 ；按J-J 耦合可形成的
原子态个数为
个，J 的值分别为 。
5.按照电子的壳层结构， 原子中 相同的电子构成一个壳
层； 同一壳层中 相同的电子构成一个支壳层。第一、三、
五壳层分别用字母表示应依次是 、 、 。
6.钾原子的电离电势是4.34V ，其主线系最短波长为 nm 。
7. 某种核的半衰期是10分种,这种核素的原子经过50分种之后仍存在的几率
是 。
8. 铯的逸出功为 1.9eV ，则铯的光电效应阈频率为 ，阈值波长
为 ；如果要得到能量为 1.5eV 的光电子，必须使用波长为 的光照射。
9.放射性核素的三种衰变类型是 ， 和 。
10.Th 23290经过 次α衰变，
次β衰变才变成Pb 20882；在上述一系列变化过程中共损失了 个中子。
三．计算题(共3题, 共有40分 )
1．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 ）
2．在斯特恩－盖拉赫实验中，氢原子温度在400K 时，基态原子束通过长d =10m, 磁场梯度为10Tm -1的横向非均匀磁场, 求原子束离开磁铁时，原子束分裂的分
量间的间隔。
3.一粒子在一维无限深势井中运动，已给a x A x /sin )(π?=，求归一化常数A ；
又若）（x a Ax x -=)(?，A=？，粒子在何处几率最大？
4. 铍原子基态的电子组态是2s 2,若其中有一个电子被激发到3p 态,按L-S 耦合可
构成哪些原子态?写出有关的原子态符号,从这些原子态向低能态跃迁时,可以
产生几条光谱线?
常数表
普朗克常数 h = 6.626 ?10-34J ?s = 4.136?10-15eV ?s 里德堡常数 R ∝ = 1.097?107m -1
基本电荷 e = 1.602 ? 10-19C 阿伏伽德罗常数 N A = 6.022?1023mol -1
复合常数 hc = 1240eV ?nm 玻耳兹曼常数 k = 1.380?10-23J ?K -1 = 8.617?10-5eV ?K -1
电子质量 m e = 9.11?10-31kg = 0.511Mev/c 2 质子质量 m p = 1.67?10-27kg = 938MeV/c 2
质子质量 m p = 1.67?10-27kg = 938MeV/c 2 玻尔磁子 μB = 9.274?10-24J ?T -1 = 5.788?10-5eV ?T -1
玻尔半径 a 0 = 0.529?10-10m 原子质量单位 u = 1.66?10-27kg = 931MeV/c 2
复合常数 e 20
4πε = 1.44eV ?nm
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