原子物理学复习资料

原子物理学试题汇编

临沂师范学院物理系原子物理学期末考试试题（A卷）一、论述题25分，每小题5分） 1．夫朗克—赫兹实验的原理和结论。 1．原理：加速电子与处于基态的汞原子发生碰撞非弹性碰撞，使汞原子吸收电子转移的的能量跃迁到第一激发态。处第一激发态的汞原子返回基态时，发射2500埃的紫外光。（3分）结论：证明汞原子能量是量子化的，即证明玻尔理论是正确的。（2分） 2．泡利不相容原理。 2．在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一个量子态。（5分） 3．X射线标识谱是如何产生的 3．内壳层电子填充空位产生标识谱。（5分） 4．什么是原子核的放射性衰变举例说明之。 4．原子核自发地的发射射线的现象称放射性衰变，（4分）例子（略）（1分） 5．为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量 5．因为中等质量数的原子核的核子的平均结合能约为大于轻核或重核的核子的平均结合能，故轻核聚变及重核裂变时能放出巨大能

量。（5分）二、（20分）写出钠原子基态的电子组态和原子态。如果价电子被激发到4s态，问向基态跃迁时可能会发出几条光谱线试画出能级跃迁图，并说明之。二、（20分）（1）钠原子基态的电子组态1s22s22p63s；原子基态为2S1/2。（5分）（2）价电子被激发到4s态向基态跃迁时可发出4条谱线。（6分）（3）依据跃迁选择定则1 0, j 1,± = ? ± ?＝ l（3分）能级跃迁图为（6分）三、（15 耦合时，（1）写出所有可能的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这一电子组态一共分裂出多少个能级（3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁三、（15分）（1）可能的原子态为 1P 1，1D 2， 1F 3； 3P 2，1，0， 3D 3，2，1， 3F 4，3，2。（7分）（2）一共条60条能级。（5分）（3）同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。（3分）

原子物理学试题E卷

宜宾学院20xx ——20xx 学年度下期《原子物理学》试题（E 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．若已知钾原子主线系第一条谱线双重线的波长等于7698.98埃和7664.9埃, 则该原子4p 能级的裂距为_____________________eV 。 2．氦原子的第一激发态是（写出谱项符号）。由于选择定则的限制，它不能通过自发辐射跃迁到基态，因此可在该态停留较长时间，这种状态称态。 3．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jj 耦合可形成的原子态个数为个，J 的值分别为。 4．三次电离铍(Z =4)的第一玻尔轨道半径为，在该轨道上电子的线速度为。 5．电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。特别重要的是他还发现了_______ 是量子化的。 6．α射线是高速运动的__________ ; β射线是____________ ; γ射线是__________ 。 7．α衰变放射出的α粒子的射程R 和动能E α的经验规律是______________。二、选择题（每小题 3 分，共 27 分） 1．若原子处于1D 2和2S 1/2状态, 它们的朗德因子g 的值分别为：（） A. 1和2/3 ; B. 2和2/3 ; C. 1和4/3 ; D. 1和2 。 2．伦琴线光谱的K L M ,,Λ吸收限的能量数值分别对应各壳层电子的（） A. 激发态； B. 俄歇电子能量； C. 电离能； D. 电子跃迁形成各线系第一条线的能量。 3．由伦琴射线照射原子所导致的俄歇电子的能量：（） A. 与伦琴射线的能量有关，与被照射原子性质无关； B. 与伦琴射线和被照射原子性质都有关； C. 与伦琴射线和被照射原子性质都无关； D. 与被照射原子性质有关，与伦琴射线能量无关。 4．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. 2s2s 1S 0； B. 2s2p 3P 0； C. 3s3s 1S 0； D. 3s3p 3P 0。 5．根据能级多重性的交替规律，铷原子（Z=37）的能级多重结构是：（） A. 双重； B. 一、三重； C. 单重； D. 二、四重。

原子物理学期末自测题

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粒子只偏差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.试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 =40keV的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离 K 为（m）： A.5.9 B.3.0 C.5.9╳10-12 D.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.2 B.1/2 C.1 D .4 7,每10000 现有4个粒子被散射到角度大于5°的围.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散 A. 16 B.8 C.4 D.2 8、90°和60°角方向上单位立体角的粒子数之比为： A． 9,, 分布,在散射物不变条件下则必须使： A B C D 10、氢原子光谱莱曼系和巴耳末系的系线限波长分别为： A.R/4 和R/9 B.R 和R/4 C.4/R 和9/R D.1/R 和4/R

11、氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是： A．13.6V和10.2V;B.–13.6V和-10.2V;C.13.6V和3.4V;D.–13.6V和-3.4V 12 A.5.29×10-10m B.0.529×10-10m C. 5.29×10-12m D.529×10-12m 电子的动能为1eV，其相应的德布罗意波长为1.22nm。 13、欲使处于激发态的氢原子发出H 线，则至少需提供多少能量（eV）? α A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4 14、用能量为12.7eV的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线（不考虑自旋）； A.3 B.10 C.1 D.4 15、按照玻尔理论基态氢原子中电子绕核运动的线速度约为光速的： A.1/10倍 B.1/100倍 C .1/137倍 D.1/237倍 16、已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子的结构的“正电子素”那么该“正电子素”由第一激发态跃迁时发射光谱线的波长应为： A． 17 A.-3.4eV B.+3.4eV C.+6.8eV D.-6.8eV +的第一轨道半径是： 18、根据玻尔理论可知，氦离子H e A． +处于第一激发态（n=2）时电子的轨道半径为： 19、一次电离的氦离子H e -10m-10-10-10m +离子中基态电子的电离能能是： 20、在H e A.27.2eV B.54.4eV C.19.77eV D.24.17eV 21、弗兰克—赫兹实验的结果表明： 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 22、为使电子的德布罗意假设波长为100nm，应加多大的加速电压： A．6V； B.24.4V；5V； D.15.1V 23、如果一个原子处于某能态的时间为10-7S,原子这个能态能量的最小不确定数量级为（以焦耳为单位）：

原子物理学试题汇编

原子物理学试题汇编 1 临沂师范大学物理系原子物理期末考试(卷一) (1)弗兰克-赫兹实验的原理和结论。 1.原理:加速电子与基态汞原子之间的碰撞非弹性碰撞，使汞原子吸收4.9电子伏特的电子转移能量并跃迁到第一激发态。当处于第一激发态的汞原子回到基态时，它会发出2500埃的紫外光。(3分) 结论:证明汞原子的能量是量子化的意味着证明玻尔的理论是正确的。(2分) 2.泡利不相容原理。 2.在费米子系统中，两个或更多的费米子不允许处于相同的量子态。(5分) 3.x光识别光谱是如何产生的？ 3.内壳中的电子填充空位产生识别光谱。(5分)4。什么是原子核的放射性衰变？举个例子。 4.原子核的自发发射？？？辐射现象称为放射性衰变，(4分)例(略)(1分) 5.为什么核裂变和核聚变会释放巨大的能量？ 5.因为中等质量数的原子核的平均结合能比轻或重原子核的平均结合能大约8.6兆电子伏，所以轻核聚变和重核裂变可以释放出大量的能量。

2 巨大的能量。(5分) 第二，(20分)写下钠原子基态的电子构型和原子态。如果价电子被激发到4s态，在跃迁到基态的过程中会发射出多少条谱线？试着画一个能级转换图并解释它。 (2)、(20分钟)(1)钠原子基态的电子组态1 s22s 22p 63s；原子基态是2S1/2。(5分) (2)当价电子被激发从4s态跃迁到基态时，它们可以发射4条谱线。(6分)(3分)根据过渡选择规则？l=？1，？j。0，？1 (3分) 能级跃迁图为(6分) 42S1/2 32P3/2 32P1/2 32S1/2 (3)、(15)对于电子构型3p4d，(1)当ls耦合时，写下所有可能的光谱项符号；(2)如果放在磁场中，这个电子构型会分裂成多少能级？(3)在这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？三，(15点)(1)可能的原子状态是 1 P1，1D2，1F 3；3P2，1，0，3D3，2，1，3F4，3，2 .(7 点数) (2)总共60个能级。(5分) (3)由相同电子构型形成的原子态之间没有偶极辐射跃迁。(3分) 2

2020年高考物理试题分类汇编：原子物理学(带详细解析)

2020年高考物理试题分类汇编：原子物理学（带详细解析）〔全国卷1〕14．原子核 23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核 23491 Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U 。放射性衰变 ①、②和③依次为 A ．α衰变、β衰变和β衰变 B ．β衰变、β衰变和α衰变 C ．β衰变、α衰变和β衰变 D ．α衰变、β衰变和α衰变【答案】A 【解析】Th U 234 90238 92?→?① ,质量数少4,电荷数少2,讲明①为α衰变. Pa Th 23491234 90 ?→?② ,质子数加1,讲明②为β衰变,中子转化成质子. U Pa 23492234 91?→?③ ,质子数加1,讲明③为β衰变,中子转化成质子. 【命题意图与考点定位】要紧考查依照原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。〔全国卷2〕14. 原子核A Z X 与氘核2 1H 反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知 A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2 【答案】D 【解析】 H He H X A Z 114221+→+，应用质量数与电荷数的守恒121,142+=++=+Z A ，解得 2,3==Z A ，答案D 。【命题意图与考点定位】要紧考查依照原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。〔新课标卷〕34.[物理——选修3-5] (1)(5分)用频率为0v 的光照耀大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分不为 123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，那么_______.(填入正确选项前的字母) A 、01v v ＜ B 、321v v v =+ C 、0123v v v v =++ D 、123 111 v v v =+ 答案：B 解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这讲明是从n=3能级向低能级跃迁，依照能量守恒有， 123νννh h h +=，解得：321v v v =+，选项B 正确。〔北京卷〕13．属于狭义相对论差不多假设的是：在不同的惯性系中，Ａ．真空中光速不变Ｂ．时刻间隔具有相对性Ｃ．物体的质量不变Ｄ．物体的能量与质量成正比

原子物理学期末考试试卷(E)参考答案

《原子物理学》期末考试试卷（E）参考答案 (共100分) 一．填空题(每小题3分，共21分) 1．7.16?10-3 ----(3分) 2．（1s2s）3S1（前面的组态可以不写）（1分）； ?S=0（或?L=±1，或∑ i i l=奇?∑ i i l=偶）（1分）；亚稳（1分）。 ----(3分) 3．4；1；0,1,2 ；4；1,0；2,1。 ----(3分) 4．0.013nm (2分) , 8.8?106m?s-1(3分)。 ----(3分) 5．密立根（2分）；电荷（1分）。 ----(3分) 6．氦核 2 4He；高速的电子；光子(波长很短的电磁波)。(各1分) ----(3分) 7．R aE =α32 ----(3分) 二．选择题(每小题3分, 共有27分) 1.D ----(3分) 2.C ----(3分) 3.D ----(3分) 4.C ----(3分) 5.A ----(3分) 6.D 提示：钠原子589.0nm谱线在弱磁场下发生反常塞曼效应，其谱线不分裂为等间距的三条谱线，故这只可能是在强磁场中的帕邢—巴克效应。 ----(3分) 7.C ----(3分) 8.B ----(3分) 9.D ----(3分)

三．计算题(共5题, 共52分 ) 1．解：氢原子处在基态时的朗德因子g =2,氢原子在不均匀磁场中受力为 z B z B z B Mg Z B f Z d d d d 221d d d d B B B μμμμ±=?±=-== (3分) 由 f =ma 得 a m B Z =±?μB d d 故原子束离开磁场时两束分量间的间隔为 s at m B Z d v =?=??? ? ? ?212 22 μB d d (2分) 式中的v 以氢原子在400K 时的最可几速率代之 m kT v 3= )m (56.010400 1038.131010927.03d d 3d d 232 232B 2 B =??????=?=??= --kT d z B kT md z B m s μμ (3分) 由于l =0, 所以氢原子的磁矩就是电子的自旋磁矩（核磁矩很小，在此可忽略），故基态氢原子在不均匀磁场中发生偏转正好说明电子自旋磁矩的存在。 (2分) ----(10分) 2．解：由瞄准距离公式：b = 22a ctg θ及a = 2 1204z z e E πε得： b = 20012*79 **30246e ctg MeV πε= 3.284*10-5nm. (5分) 22 22 ()()(cot )22 (60)cot 30 3:1(90)cot 45 a N Nnt Nnt b Nnt N N θ σθπθπ?=?==?==? (5分) 3．对于Al 原子基态是2P 1/2：L= 1，S = 1/2，J = 1/2 (1分) 它的轨道角动量大小： L = = (3分) 它的自旋角动量大小： S = = 2 (3分) 它的总角动量大小： J = = 2 (3分) 4．（1）铍原子基态的电子组态是2s2s ，按L －S 耦合可形成的原子态：对于 2s2s 态，根据泡利原理，1l = 0，2l = 0，S = 0 则J = 0形成的原子态：10S ； (3分) （2）当电子组态为2s2p 时：1l = 0，2l = 1，S = 0，1 S = 0，则J = 1，原子组态为：11P ； S = 1，则J = 0，1，2，原子组态为：30P ，31P ，32P ； (3分) （3）当电子组态为2s3s 时，1l = 0，2l = 0，S = 0，1 则J = 0，1，原子组态为：10S ，31S 。 (3分) 从这些原子态向低能态跃迁时，可以产生5条光谱线。 (3分)

2020年复习必做【模拟试题】高考物理试题分类汇编原子物理学复习专用试卷

高中物理学习材料（精心收集**整理制作） 2010年高考物理试题分类汇编——原子物理学（全国卷1）14．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核 23491 Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U 。放射性衰变 ①、②和③依次为 A ．α衰变、β衰变和β衰变 B ．β衰变、β衰变和α衰变 C ．β衰变、α衰变和β衰变 D ．α衰变、β衰变和α衰变【答案】A 【解析】 Th U 23490238 92 ?→?① ,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变. Pa Th 2349123490 ?→?② ,质子数加1,说明②为β衰变,中子转化成质子. U Pa 23492234 91 ?→?③ ,质子数加1,说明③为β衰变,中子转化成质子. 【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。（全国卷2）14. 原子核A Z X 与氘核2 1H 反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知 A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2 【答案】D 【解析】H He H X A Z 1 14 22 1+→+，应用质量数与电荷数的守恒121,142+=++=+Z A ，解得 2,3==Z A ，答案D 。【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。（新课标卷）34.[物理——选修3-5]

(1)(5分)用频率为0v 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则_______.(填入正确选项前的字母) A 、01v v ＜ B 、321v v v =+ C 、0123v v v v =++ D 、123 111 v v v =+ 答案：B 解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，123νννh h h +=，解得：321v v v =+，选项B 正确。（北京卷）13．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中，Ａ．真空中光速不变Ｂ．时间间隔具有相对性Ｃ．物体的质量不变Ｄ．物体的能量与质量成正比答案：A （北京卷）15．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为４×1026Ｊ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近Ａ．1036Kg Ｂ．1018 Kg Ｃ．1013 Kg Ｄ．109 Kg 答案：D 【解析】根据爱因斯坦的只能方程，269 216 410 4.410910 E m kg c ???===??，D 正确。（上海物理）1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是（A ）α粒子的散射实验（B ）对阴极射线的研究（C ）天然放射性现象的发现（D ）质子的发现答案：A 解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了院子的核式结构模型：原子核聚集了院子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。本题考查原子的核式结构的建立。难度：易。（上海物理）4.现已建成的核电站的能量来自于（A ）天然放射性元素衰变放出的能量（B ）人工放射性同位素放出的的能量（C ）重核裂变放出的能量（D ）化学反应放出的能量

原子物理学试题汇编

部分高校原子物理学试题汇编试卷Ａ(聊师) 一、选择题 1.分别用１MeV的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：Ａ.1/4;Ｂ.1/2; Ｃ.１; Ｄ.２. 2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为： ; ; ; . 3.根据玻尔－索末菲理论，n=4时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为：；; ; . 电子的总角动量量子数j可能取值为： 2，3/2; 2，5/2; 2，7/2; 2，9/2. 5.碳原子（C，Z＝6）的基态谱项为 ;;;. 6.测定原子核电荷数Z的较精确的方法是利用 A.α粒子散射实验; B. x射线标识谱的莫塞莱定律; C.史特恩－盖拉赫实验； D.磁谱仪. 7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（K） ;;;. 8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？ A.中子； B.中微子； C.光子； D.α粒子 9.在（1）α粒子散射实验，（2）弗兰克－赫兹实验，（3）史特恩－盖拉实验，（4）反常塞曼效应中，证实电子存在自旋的有： A.（1），（2）; B.（3）,（4）; C.（2）,（4）; D.（1）,（3）. 10.论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数l的简并消除. 论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子光谱精细结构. 下面判断正确的是： A.论述甲正确，论述乙错误; B.论述甲错误，论述乙正确; C.论述甲，乙都正确，二者无联系；

D.论述甲，乙都正确，二者有联系. 二、填充题（每空2分，共20分） 1．氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（）. 2．两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的（）倍. 3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃. 4．钠D 1线是由跃迁（）产生的. 5．工作电压为50kV 的X 光机发出的X 射线的连续谱最短波长为（）埃. 6．处于4D 3/2态的原子的朗德因子g 等于（）. 7．双原子分子固有振动频率为f ，则其振动能级间隔为（）. 8．Co 原子基态谱项为4F 9/2，测得Co 原子基态中包含8个超精细结构成分，则Co 核自旋I=（）. 9．母核A Z X 衰变为子核Y 的电子俘获过程表示（）。 10．按相互作用分类，τ粒子属于（）类. 三、问答题（共10分） 1.（4分）玻尔氢原子理论的定态假设. 2．（3分）何谓莫塞莱定律？ 3．（3分）原子核反应的三阶段描述. 四、计算题（50分） 1．（10分）一个光子电离处于基态的氢原子，被电离的电子重新和质子结合成处于第一激发态的氢原子，同时放出波长为626埃的光子.求原入射光子的能量和自由电子动能. 2．（10分）钠原子3S 和3P 谱项的量子亏损分别为和. 试确定钠原子的电离能和第一激发电势. （R=109735cm -1） 3．（10分）试讨论钠原子漫线系的一条谱线（2D 3/2→2P 1/2）在弱磁场中的塞曼分裂，作出能级分裂跃迁图. 4．（10分）2211Na 的半衰期为年.试求:(1)平均寿命和衰变常数;(2)5mg 22 11Na 减少到1mg 需要多长时间?(ln10=,ln2= 5．(10分)试计算中子与O 17 8核发生(n,2n)反应的反应能和阈能. (M(O 178)=,M(O 168)=,M(O 15 8)=,m n = 试卷 B (聊师) 1. α粒子以速率V 0对心碰撞电荷数为Z 的原子核，α粒子所能达到的离核的最小距离等于多少？ 2．根据玻尔—索末菲理论，氢原子的主量子数n=3时，电子可能有几种不同形状的轨道，它们相应的轨道角动量，能量是否相等？ 3. 单电子原子关于l ，j 的电偶极跃迁定则是什么？ 4．基态为4F 3/2的钒原子，通过不均匀横向磁场将分裂为几束？基态钒原子的有效磁矩μJ 等于多少玻尔磁子μB ? 5．试求出磷（P,Z=15）.氯(Cl,Z=17)原子基态电子组态和基态谱项. 6．d 电子与s 电子间为LS 耦合，试求出可能合成的总轨道角动量L P 大小. 二、1．假定1H 36Cl 分子的转动常数B=10.7cm -1，试计算最低的两个转动能级的能量

原子物理学期末考试模拟试卷A(共100分)

原子物理学期末考试模拟试卷A(共100分) 姓名:_ _ _______学号:__ _______成绩:______ ___ 一．选择题(共8题, 共有24分 ) 1．碱金属原子能级的双重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．由状态2p3p 3P 到2s2p 3P 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。 3．对氢原子,考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为: A. 2条; B. 3条; C. 5条; D. 不分裂。 4．卢瑟福由α粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是： A. 普朗克能量子假设; B. 爱因斯坦的光量子假设; C. 狭义相对论; D. 经典理论。 5．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 。 6．下列粒子中不服从泡利不相容原理的是： A. 质子； B. 光子； C. 中子； D. 电子。 7．判断处在弱磁场中的下列原子态分裂的子能级数哪个是正确的？ A. 4D 3/2分裂为2个; B. 1P 1分裂为3个; C. 2F 5/2分裂为7个; D. 1D 2分裂为4个。 8．碱金属原子的光谱项为： A. T = R /n 2 ; B. T = Z 2R /n 2 ; C. T = R /n * ; D. T = Z *2R /n 2 。二．简述题(共2题, 共有26分 ) 1．（16分）简述玻尔理论的三个假设，并依此推导氢原子的巴尔末公式。 2．（10分）简述量子力学描述微观物理体系的主要思路，并举一例加以说明。三．计算题(共3题, 共有50分 )

原子物理学期末考试模拟试卷A(共100分)

原子物理学期末考试模拟试卷A(共100分) 姓名:_ _ _______学号:__ _______成绩:______ ___ 一．选择题?共题共有 ?分 ? ．碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生 ?? 相对论效应 ?? 原子实极化 ?? 价电子的轨道贯穿 ?? 价电子自旋与轨道角动量相互作用。．由状态 ??? 到 ??? ? 的辐射跃迁： ?? 可产生条谱线； ?? 可产生条谱线； ?? 可产生条谱线； ?? 不能发生。．对氢原子考虑精细结构之后其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为 ?? ?条 ?? ?条 ?? ?条 ?? 不分裂。．卢瑟福由α粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是： ?? 普朗克能量子假设 ?? 爱因斯坦的光量子假设 ? 狭义相对论 ?? 经典理论。．原子中轨道磁矩??和轨道角动量?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 。．下列粒子中不服从泡利不相容原理的是： ?? 质子； ?? 光子； ?? 中子； ?? 电子。．判断处在弱磁场中的下列原子态分裂的子能级数哪个是正确的？ ?? ??分裂为个 ?? 分裂为个 ? ? ??分裂为个 ? 分裂为个。．碱金属原子的光谱项为： ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? 。二．简述题?共题共有 ?分 ? ．（ ?分）简述玻尔理论的三个假设，并依此推导氢原子的巴尔末公式。．（ ?分）简述量子力学描述微观物理体系的主要思路，并举一例加以说明。三．计算题?共题共有 ?分 ? ．（ ?分）如图，试从库仑散射公式 b Ze E b Ze M ctg k 2022 04242πευπεθ==

原子物理学试题汇编

师学院物理系原子物理学期末考试试题（A卷）一、论述题25分，每小题5分） 1．夫朗克—赫兹实验的原理和结论。 1．原理：加速电子与处于基态的汞原子发生碰撞非弹性碰撞，使汞原子吸收电子转移的4.9eV的能量跃迁到第一激发态。处第一激发态的汞原子返回基态时，发射2500埃的紫外光。（3分）结论：证明汞原子能量是量子化的，即证明玻尔理论是正确的。（2分） 2．泡利不相容原理。 2．在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一个量子态。（5分） 3．X射线标识谱是如何产生的？ 3．壳层电子填充空位产生标识谱。（5分） 4．什么是原子核的放射性衰变？举例说明之。 4．原子核自发地的发射射线的现象称放射性衰变，（4分）例子（略）（1分） 5．为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量？ 5．因为中等质量数的原子核的核子的平均结合能约为8.6MeV大于轻核或重核的核子的平均结合能，故轻核聚变及重核裂变时能放出巨大

能量。（5分）二、（20分）写出钠原子基态的电子组态和原子态。如果价电子被激发到4s态，问向基态跃迁时可能会发出几条光谱线？试画出能级跃迁图，并说明之。二、（20分）（1）钠原子基态的电子组态1s22s22p63s；原子基态为2S1/2。（5分）（2）价电子被激发到4s态向基态跃迁时可发出4条谱线。（6分）（3）依据跃迁选择定则1 0, j 1,± = ? ± ?＝ l（3分）能级跃迁图为（6分）三、（15 （1）写出所有可能的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这一电子组态一共分裂出多少个能级？（3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？三、（15分）（1）可能的原子态为 1P 1，1D 2， 1F 3； 3P 2，1，0， 3D 3，2，1， 3F 4，3，2。（7分）（2）一共条60条能级。（5分）（3）同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。（3分）

2000级原子物理学期末试题

原子物理学试题（A 卷）适用于2000级本科物理教育专业（2002—2003学年度第一学期）一、选择题（每小题3分，共30分） 1．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 2．欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供多少能量（eV ）? A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4 3．已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波长为3519埃，则Li 原子的电离电势为： A ．5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V 4．试判断原子态：1s1s 3S 1,1s2p 3P 2,1s2p 1D 1, 2s2p 3P 2中下列哪组是完全存在的？ A. 1s1s 3S 1 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 B .1s2p 3P 2 1s2p 1D 1 C. 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 D.1s1s 3S 1 2s2p 3P 2 1s2p 1D 1 5．原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为： A ． B μ315； B. 0； C. B μ25； D. B μ2 15- 6．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 . 7．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。 8．设原子的两个价电子是p 电子和d 电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有： A.4个； B.9个； C.12个； D.15个。 9．发生β+衰变的条件是 A.M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋m e ; B.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m e ; C. M (A,Z)＞M (A,Z －1); D. M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋2m e 10．既参与强相互作用，又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子只有： A.强子; B.重子和规范粒子; C.介子和轻子; D.介子和规范粒子二、填空题（每题4分，共20分） 1．原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中α粒子的____________________。 2．夫—赫实验的结果表明___________________________________。 3．如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值为___________。 4．8536Kr 样品的原子核数N 0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为_________。

原子物理学模拟试卷

原子物理学模拟试卷 1．巴尔末线系的波数表达式为。 2．氢原子的基态能量为，电离能量为。 Li的第二轨道半径为。 3．波尔第一轨道半径为a1，则二次电离的锂离子++ 4．实验，证明了电子具有波动性。 5．普朗克提出的量子假说，解决了经典物理在问题上所遇到的困难。 6．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，提出了原子结构的“”模型。 7．原子光谱的精细结构是由于相互作用引起的。 8．碱金属原子的价电子处于n=3,l=1,其精细结构的状态符号应为，。 9.泡利不相容原理是______________________________________. 10. 钠黄光D2线对应着32P3/2→32S1/2态的跃迁，把钠光源置于弱磁场中谱线将分裂为________条 1．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。 2．夫兰克—赫兹实验证明了（） A.原子内部能量连续变化 B.原子内存在能级 C.原子有确定的大小 D.原子有核心 3．硫原子射线束，通过非均匀磁场时，在屏上得到的黑条数：（） A.2 B.3 C.4 D.5 4．角动量空间取向量子化是指角动量空间一个方向（例如Z方向）上的取值是量子化的，它（）A．只适用于是轨角动量 B．只适用于自旋角动量Ｃ．只适用于氢原子Ｄ．适用于所有角动量5．如果对碱金属原子考虑轨道和自旋运动，但不考虑轨道—自旋耦合，其状态应用哪几个量子描述( ) A．l,m l,,m s,j B.n,l,s,j,m j C.n,l, m l,m s,,j D.n,l,s, m l,m s, 6．对波函数Ψ的下列表述，其中不正确的是：（） A.波函数是对几率密度的一种描述；B、波函数是对粒子统一行为的一种描述； C.波函数必须是有限连续单元值的；D、在整个空间找到粒子的几率为1，因而波函数的绝对值不能大于1； 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. 16 B..8 C.4 D.2 8. 为了证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了： A.电子的波动性和粒子性 B.电子的波动性 C.电子的粒子性 D.所有粒子具有二项性 9. 有一原子，n=1,2,3的壳层填满，4s支壳层也填满，4p支壳层填了一半，则该元素是：Ａ.Br(Z=35); Ｂ.Rr(Z=36); Ｃ.V(Z=23); Ｄ.As(Z=33) 10. 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 11. 为使电子的德布罗意假设波长为100埃,应加多大的加速电压： A．11.51?106V； B.0.015 V； C.24.4?105V； D.15.1V 1、简述玻尔模型的主要内容 2、简述微分截面的物理意义 3、什么是正常的塞曼效应和反常效应

原子物理学期末复习习题

1-7 单能的窄α粒子束垂直地射到质量厚度为2.0mg/cm 2的钽箔上，这时以散射角θ0>20?散射的相对粒子数（散射粒子数与入射数之比）为4.0×10-3 .试计算：散射角θ=60°角相对应的微分散射截面Ω d d σ 。要点分析：重点考虑质量厚度与nt 关系。解： ρm = 2.0mg/cm 2 2102.0->?='?N N d θ A Ta =181 Z Ta =73 θ=60o A N A n ρ = A m N tA n ρ= A m N A nt ρ= 依微分截面公式 2 1642θασsin 1 =Ωd d 知该题重点要求出a 2 /16 由公式 3 4 18020 223418020210 4.32 sin sin 21610 6.0221812.02 sin 16'-?=????=Ω=??θθθπθαd a d nt N dN 3180 2022 214 18020 223 104.32sin 1)4(161065.62sin sin 216106.0221812.0-?=????? ???? ?-???=?????θπθθθπa d a 3 221104.3(-22.13))4(16106.65-?=?-???πa 所以 26 2 102.3316-?=a 27426 4210456.12 60 sin 11033.22 sin 116--?=??==Ωθασd d

1-10 由加速器产生的能量为1.2MeV 、束流为5.0 nA 的质子束，垂直地射到厚为1.5μm 的金箔上，试求5 min 内被金箔散射到下列角间隔内的质子数。金的密度（ρ=1.888×104 kg/m 3） [1] 59°～61°; [2] θ>θ0=60° [3] θ<θ0=10° 要点分析:解决粒子流强度和入射粒子数的关系. 注意:第三问,因卢瑟福公式不适用于小角(如0o)散射，故可先计算质子被散射到大角度范围内的粒子数，再用总入射粒子数去减，即为所得。解：设j 为单位时间内入射的粒子数，I 为粒子流强度，因I = je, j =I /e ,时间T =5min 内单位面积上入射的质子的总数为N 个：e 为电子电量 912 195.0105609.3610 1.60217710IT N jT e --???====?? 再由卢瑟福公式，单位时间内，被一个靶原子沿θ方向，射到d Ω立体角内的质子数为： 2 164 2θ αsi n A d N N d Ω =' 单位时间内，被所有靶原子沿θ方向，射到d Ω立体角内的质子数为 2 sin 162 sin 164242θ αθαΩ =Ω ='d ntN nAt A d N N d 2224 4 4 2sin 16sin 16sin 16sin 2 2 2 a d a d a d dn N nAt jT nt jTnt A πθθθ θ θ ΩΩ=== 式中，n 为单位体积的粒子数，它与密度的关系为： A N A n ρ = 所以，上式可写为

原子物理学期末考试试题

原子物理期末试题（物理学院本科2004级用，试题共3 页）姓名学号班级一、填空题（16分，每空1分）答案按顺序写在答题纸上，未答项目在相应位置留出下划线。另外注意：题中空格的长度与答案字数的多少无关。 1. 强子可以按照其属于费米子还是玻色子而分为两类，即重子和____。 2. 对于一个微观粒子，其广义动量的不确定范围是?p，广义坐标的不确定范围是?q。则根据海森堡的不确定原理有关系式：______。 3. 对于2He原子，1s3d能级____（高于、低于）1s4s能级。 4．某双原子分子处于4Φ9/2态，它沿分子轴方向的轨道角动量为____。 5．对于一维简谐振子，由薛定谔方程求得的能量本征解为：_____。 6. Z=40的Zr 原子处于基态时，完整电子组态是_____，原子态是_____，原子总磁矩μJ =_______μB，在史特恩-盖拉赫实验中将分裂为_______束。 7. 双原子分子的振转谱带位于____区，谱带中____位置处谱线间距最宽。 8. Rutherfold的α粒子散射实验的最重要结论是：____。 9. 与一般形式的薛定谔方程相比，定态薛定谔方程的重要特征是_____。 9. 一种分子的转动能级J=4到J=5的吸收线波长为1.20 cm。则从J=1 到J=0 的跃迁的谱线波长为_______，J=1态的转动角动量为_______。 10. Z=49的In元素与Z=52的Te元素相比，第一电离能较____。

二、（12分）某种类氢离子的光谱中，各系限波数的最大值是氢原子巴耳末系系限波数的16倍。根据经典的玻尔原子理论，计算该类氢离子中最大的相邻能级间隔以及最小的电子轨道半径。三、（18分）Na 原子的基态为 3S 。首先不考虑精细结构，3P →3S 、3D →3P 跃迁的波长分别为 5893 ?、 8193 ?，主线系的系限波长为2413 ?。求 3S 、3P 、3D 各光谱项的值，以及 3S 态的量子数亏损 ?S 。其次考虑精细结构，求3P 态的精细结构的裂距（用能量或波数表示）。提示：考虑精细结构后，碱金属原子的能量可表达为： )432 1(**44222-+--=j n n Z Rhc n RhcZ E α 其中组合常数 Rhc = 13.6 eV ，精细结构常数α = 1/137；Z*是价电子感受到的有效核电荷数。四、（6分）已知 Z=10、11、12时的稳定同位素有：20Ne 、21Ne 、22Ne 、23Na 、 24Mg 、25Mg 、26Mg 。写出放射性同位素 24Na 的衰变式。又已知它的半衰期为 15小时。现有真空封装的纯24Na 样品，求经24小时后，样品中的物质组成及它们的摩尔含量比。五、（6分）已知 Cd 元素的原子序数为48，K 吸收限能量为 2.68?104 eV 。试估算该元素的K α X 射线的波长。用高能电子轰击该Cd 靶时，若要观察到L 线系X 射线的出现，电子动能至少为多大？

原子物理学复习资料

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