云南师范大学《原子物理学》期末试卷-C卷及答案
云南大学大学物理期末考试试卷(含答案)
云南大学大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习1．静电场中高斯面上各点的电场强度是由：（ ）(A) 高斯面内的电荷决定的 (B) 高斯面外的电荷决定的(C) 空间所有电荷决定的 (D) 高斯面内的电荷的代数和决定的答案C2．无限长直圆柱体，半径为R ，沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内( r < R )的磁感强度为B i ，圆柱体外( r > R )的磁感强度为B e ，则有 （ ）(A) B i 、B e 均与r 成正比(B) B i 、B e 均与r 成反比(C) B i 与r 成反比，B e 与r 成正比(D) B i 与r 成正比，B e 与r 成反比答案D3．静电场中高斯面上各点的电场强度是由：（ ）(A) 高斯面内的电荷决定的 (B) 高斯面外的电荷决定的(C) 空间所有电荷决定的 (D) 高斯面内的电荷的代数和决定的答案C4．下列说法正确的是（ ）（A ） 闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内一定没有电流穿过（B ） 闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零（C ） 磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零（D ） 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意一点的磁感强度都不可能为零答案B5．两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管，两个螺线管的长度相同，R ＝2r ，螺线管通过的电流相同为I ，螺线管中的磁感强度大小B R 、B r 满足（ ）（A ） r R B B 2=（B ） r R B B =（C ） r R B B =2（D ）r R B B 4=答案C6． 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即（1）dr dt ；（2）dr dt ；（3）ds dt ；（4下列判断正确的是：（A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确（C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确答案 D7． 一个质点在做圆周运动时，则有（ ）（A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变（B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变（C ）切向加速度可能不变，法向加速度不变（D ）切向加速度一定改变，法向加速度不变答案 B8． 图示系统置于以14a g =的加速度上升的升降机内，A 、B 两物体质量相同均为m ，A 所在的桌面是水平的，绳子和定滑轮质量均不计，若忽略滑轮轴上和桌面上的摩擦并不计空气阻力，则绳中张力为（ ）（A ）58mg （B ）12mg （C ）mg （D ）2mg答案 A9． 对质点组有以下几种说法：a（1）质点组总动量的改变与内力无关；（2）质点组总动能的改变与内力无关；（3）质点组机械能的改变与保守内力无关。
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∑iil=奇⇔∑iil=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24He；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 Bz B z B Mg Z B f Z d d d d 221d d d d BB B μμμμ±=⨯±=-== (3分) 由 f =ma 得 a m BZ=±⋅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 =⨯=⋅⎛⎝ ⎫⎭⎪21222μB d d (2分)式中的v 以氢原子在400K 时的最可几速率代之 mkTv 3=)m (56.0104001038.131010927.03d d 3d d 232232B 2B =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅⋅=--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。
原子物理学试卷和参考答案
3 Stark 效应
4 同核分子与异核分子相比有哪些主要不同？ 5 X 射线的标识谱
9 基态电子组态为p2，求基态的原子态。
1
2
姓名：
三、（15 分）早期的元素周期表是按原子量的大小排列的。钾 K（A＝39.1)排在氩 Ar (A=39.9)的前面。镍 Ni (A=58.7)排在钴 Co(A=58.9)的前面。莫塞莱发现 K 线 波长的规律后，纠正了它们的排列次序。试根据这些元素的 线波长，Ar： 0.419nm ；K： 0.374nm ； Co：0.179nm 和 Ni：0.166nm，求出它们的原 子序数。
V=3.09×106(m/s)
质子的康普顿波长为
h hc
mpc mpc2
1.24
938
1.32 106 nm 当 cos 1时，入射光子能量最小，质子获得的能量为
hv
E
2
2
EK hv
mpc2 E hv
mpc2 E
1 2
1 2
mpc2
mp c 2
2E 2
mpc2 2E
得分
本试题可能会用到的公式： mB 14GHz T 1 ， h
f 2u
2 q
r 'V
0
r'
sin qr 'dr ' ， q 2k sin 2
一、简答题（30 分，每小题 5 分）
1 洪特规则
3 S(S 1) L(L 1) gJ 2 2J (J 1)
原子核裂变能的利用：核电站，核武器等；聚变能利用：氢弹；医学上使用放射线杀
0.374
死癌细胞；农业上放射线用于育种等等。
Co ： Z3
云南师范大学《中学物理研究》期末试卷 C卷及答案
(1)刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度； (2)整个过程中金属框内产生的电热； (3)金属框完全进人第k(k<n)段磁场区域前的时刻，金属框中的电功 率．
云南师范大学课程考试
得分 评卷 人
二、填空题（每题4分，共24分） 1．已知某行星表面处的重力加速度为地球表面处重力加速度的1/4，那 么，在地球上走得很准的摆钟搬到此行星上后，此钟的分针走一圈所经 历的时间是 h.
2．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时 器打下的纸带如图所示，并在其上取A、 B、 C、 D、 E、F、G等7个计 数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接 周期为T=0.02 s的交流电源．他经过测量并计算得到打点计时器在打 B、 C、 D、 E、F各点时物体的瞬时速度如下表： (1)计算的公式为= ； (2)如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz，而做实验的同学并不知 道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填：偏大、偏小或不 变）． 3．在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1）摆动时偏角满足的条件是 ，为了减小测量周期的误差，计时开 始时，摆球应是经过最 （填“高”或“低’）的点的位置。 (2）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力 与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动 周期变大．”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做 实验，因此振动周期不变”，这两个学生正确的是 。
5．小球由地面竖直上抛，w上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定， 地面为零势能面。在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的两
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.10-13m2、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.1/4B.1/2C.1D.2=40keV的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离5、动能EK为（m）：A.5.9B.3.0C.5.9╳10-12D.5.9╳10-146、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.2B.1/2C.1 D .47、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. 16B.8C.4D.28、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.1:89、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/9B.R 和R/4C.4/R 和9/RD.1/R 和4/R11、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-3.4V12、由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a的数值是：A.5.29×10-10mB.0.529×10-10mC. 5.29×10-12mD.529×10-12m电子的动能为1eV，其相应的德布罗意波长为1.22nm。
原子物理期末复习题
电子质量me= 9.1110-31kg= 0.511Mev/c2质子质量mp= 1.6710-27kg= 938MeV/c2
质子质量mp= 1.6710-27kg= 938MeV/c2玻尔磁子B= 9.27410-24JT-1= 5.78810-5eVT-1
玻尔半径a0= 0.52910-10m原子质量单位u= 1.6610-27kg= 931MeV/c2
复合常数 = 1.44eVnm
原子物理期末复习题2
一、选择题（每小题3分，共30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？
可形成的原子态为
3S1,3P2, 1, 0,3D3, 2, 1，1S0，1P1，1D2
4.钙原子（Z=20）基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到5s态（中间有3d和4p态），当它由4s5s组态向低能态直至基态跃迁时，可产生哪些光谱跃迁？画出能级跃迁图（钙原子能级属 耦合，三重态为正常次序）。
5．基本粒子按其相互作用可分为几类？
二、（10分）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）
三、（10分）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束，求原子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）
四、（15分）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。
原子物理期末试题答案
原子物理期末试题答案一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.下列说法错误的是( )a.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢b.同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质c.阴极射线和β射线都是电子流，它们的产生机理是一样的d.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损解析:由基本概念可知abd说法是对的.阴极射线和β射线都是电子流,但产生机理不同,故应选c.答案:c2.下列说法中正确的是( )a.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加b.α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的c.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律d.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变解析:氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，由于电场力做正功，电势能减少,又因氢原子放出光子，所以原子的总能量减少，故a错.α射线的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的，所以b错.据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能量守恒定律，故c 错.放射性元素的半衰期不因其物理、化学状态的变化而变化，故d正确。
答案:d3.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为: ,那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知的质量为m1，的质量为m2,则下列判断正确的是( )＞m2 ＜m2 =m2 =3m2－介子衰变的方程为k－→π－＋π0，其中k－介子和π－介子带负的元电荷e，π0介子不带电.如图15-1所示，两匀强磁场方向相同，以虚线mn为理想边界，磁感应强度分别为b1、b2.今有一个k－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场b1中，其轨迹为圆弧ap，p在mn上，k－在p点时的速度为v，方向与mn垂直.在p点该介子发生了上述衰变.衰变后产生的π－介子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是( )图15-1a.π－介子的运行轨迹为pencmdpb.π－介子运行一周回到p用时为＝4b2d.π0介子做匀速直线运动解析:根据左手定则可知π－介子的运行轨迹为pdmcnep，所以选项a错误；π－介子在磁场b1中的半径在磁场b2中的半径由题图可知r2=2r1，所以b1＝2b2，选项c错误；π－介子运行一周回到p用时为选项b正确；π0介子不带电，将做匀速直线运动，选项d正确.答案:bd6.下列说法正确的是( )a.研制核武器的钚239 由铀239 经过4次β衰变而产生b.发现中子的核反应方程是g的经过两个半衰期后其质量变为15 gd. 在中子轰击下，生成和的核反应前后，原子核的核子总数减少解析: 发生2次β衰变，a错误.20 g 经过两个半衰期后其质量c错误.在核反应中质量数、电荷数都守恒，d错误.所以只有b正确.答案:b7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术，如2008年奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是( )解析:把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变，四个选项中只有a为聚变反应，b是发现质子的核反应，c是铀核的裂变反应，d是铀核的α衰变.答案:a8.关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )a.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的b.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小c.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强d.铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变解析:a选项正确，核反应方程为b选项错误，放射性物质的半衰期只与物质本身有关，与该物质所处的物理、化学状态无关.c选项错误，在α、β、γ三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱；γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱.d选项错误，核反应中电荷数和质量数都守恒，则解得即8次α衰变和6次β衰变.答案:a9.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )a.“人造太阳”的核反应方程是b.“人造太阳”的核反应方程是c.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是δe=δmc2d.“人造太阳”核能大小的计算公式是解析:“人造太阳”是利用海水中的21h和31h聚变而产生大量能量的.放出的能量可利用爱因斯坦质能方程δe＝δmc2求出，其中δm为质量亏损，所以a、c项正确.答案:ac10.静止的衰变成，静止的衰变为，在同一匀强磁场中的轨道如图15-2所示.由此可知( )图15-2a.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹b.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹c.图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹d.图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹二、填空实验题(11题6分，12题6分)11.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图15-3所示，则图中的射线a 为________射线，射线b为________射线.图15-3解析:从放射源射出三种射线，分别为α、β和γ射线，其中α射线被铝箔挡住，只有β和γ射线穿出，又由于γ射线不带电，所以在偏转电场中不发生偏转.综上分析，可知图中的射线a为γ射线，射线b为β射线.答案:γ β12.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.图15-4(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献.请选择其中的两位，指出他们的主要成绩.①___________________________________________________ ____________；②___________________________________________________ _________.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图154为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途.___________________________________________________ _____________.三、计算题(本题包括4小题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好解析:设中子质量为mn，靶核质量为m，由动量守恒定律得mnv0=mnv1+mv2由能量守恒得解得在重水中靶核质量mh=2mn在石墨中靶核质量mc=12mn与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好.15.(14分)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量(3)已知太阳每秒释放的能量为×1026 j，则太阳每秒减少的质量为多少(4)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量m＝2×1030 kg,mp＝3 u，mhe＝5 u，me＝55 u)解析:(1)(2)δm＝4× 3 u－( 5＋2× 55) u＝6 uδe＝δmc2＝6× mev＝mev＝4×10－12 j.(3)太阳每秒钟释放的能量为×1026 j，则太阳每秒钟减少的质量为(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为(年)可得则答案:(1)(2) mev (3) mev mev。
原子物理学期末考试试题
（4） 就基态电子组态而言，共可形成哪些原子态？（直接给出结论即可） （5） 画出只包括（3）和（4）中所有原子态的能级图，并标出在它们之间 可以发生的电偶极光谱跃迁。
2 2 七、 （20 分） Na 的原子光谱中，波长为 5890Å 的谱线来自于 P3/2 S1/2 跃迁
1
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，3P3S、3D3P 跃迁的波长分别为 5893 Å、 8193 Å， 主线系的系限波长为 2413 Å。 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） 。
原 子 物 理
姓名 学号
பைடு நூலகம்期 末 试 题
班级
（物理学院 本科 2004 级用，试题共 3 页）
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 4 9/ 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 J =_______B，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____。
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云南师范大学2021——2021学年下学期统一考试
原 子 物 理 学 试卷
学院 物电学院 专业 年级 2021级 学号 考试方式：闭卷 考试时量：120分钟 试卷编号：C 卷
一、简答题〔共2小题，每题3分，共6分〕
1教材中哪些实验和现象说明了电子具有自旋运动且自旋量子数为1/2 ？〔至少举三个例子。
〕
2、什么是原子核的结合能和平均结合能？
二、填空题〔将正确答案填在空格内，共10空，每空1分，共10分〕
1.夫兰克-赫兹实验证实了 ；史特恩-盖拉赫实验在历史上首次证实了 。
2．铝原子基态是2
P 1/2，那么它的轨道角动量是
，自旋角动量是 。
〔用h/2π来表示〕
3．钒原子的基态是4F 3/2，该原子态能级在均匀磁场中将分裂为 层。
4．按照泡利不相容原理，在同一原子中，3d 次壳层最多可填
个电子，主量子数n ＝3的电子最多可以有 个。
5．原子核反响过程中守恒的量有：电荷数、 、 、 、线动量和角动量等。
三、选择题〔将正确答案的序号填在括号内，共6小题，每题3分，共18分〕
1. 原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射 【 】 A.绝大多数散射角近0180； B.α粒子只偏0023-；
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。
2. 氢原子可观测到的全部线光谱应理解为： 【 】 A.处于某一状态的一个原子所产生的； B.处于不同状态的足够多的原子所产生的； C. 处于相同状态的少数原子所产生的；D.处于不同状态的少数原子所产生的。
3. 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 。
4. 可以根本决定所有原子核性质的两个量是： 【 】 A 核的质量和大小； B.核自旋和磁矩； C.原子量和电荷； D.质量数和电荷数。
5、原子核可近似看成一个球形，其半径R 可用下述公式来描述： 【 】
A.R ＝r 0A 1/3
B. R ＝r 0A 2/3
C. R ＝3034r π
D.R=3
34A π
6. 放射性原子核衰变的根本规律是t
e N N λ-=0,式中N 代表的物理意义是：【 】
A. t 时刻衰变掉的核数；
B. t=0时刻的核数；
C. t 时刻尚未衰变的核数；
D. t 时刻子核的数目。
四、计算题〔共6小题，共66分。
要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。
只写出最后答案，而未写出主
要演算过程的，不能得分。
〕
1．〔10分〕 用巴尔末公式计算氢原子光谱巴尔末系中最短波长的谱线波长。
1(10967758)H R m -=
2．〔12分〕Li 原子光谱主线系最长波长为670.7nm ，辅线系系限波长为351.9nm ， 试求Li 原子的第一激发电势和基态的电离电势。
3．〔12分〕 在施特恩-盖拉赫实验中〔如下列图〕，不均匀横向磁场梯度为
5.0/z
B T cm z
∂=∂，磁极的纵向范围10d cm =，磁极中心到屏的距离30D cm =，使用的原子束是处于基态43/2F 的钒原子，原子的动能25.010k E eV -=⨯。
试求屏上线束边沿成分之间的距离。
〔410.578810B eV T μ--=⨯⋅〕
x
通真空泵
4．〔12分〕铍原子基态的电子组态是2s2s ，假设其中有一个电子被激发到3s 态。
试求出与跃迁有关的电子组态及在L-S 耦合下各电子组态组成的原子态。
写出有关的原子态符号。
从形成的激发态向低能态跃迁各有几种光谱跃迁？画出相应的
能级跃迁图。
5．〔10分〕某一X 射线管发出的连续X 光谱的最短波长为0.062nm ，试问它的工作电压是多少？
6.〔10分〕试求He p Li 4273),( 的反响能。
这个核反响是放能反响还是吸能反响？有关核素的质量如下：H 11：1.007825u ；He 42：4.002603u ；Li 73：
7.015999u 。
〔1u ＝931.5MeV/c 2〕
云 南 师 范 大 学 课 程 考 试
试 卷 参 考 答 案 及 评 分 标 准
课程名称：原 子 物 理 学 考试班级： 10物理
试卷编号： C 卷 命题教师签名： 徐晓梅 2021 年 6 月 11 日
一、简答题〔每题3分，共6分〕
1.答:史特恩－盖拉赫实验
碱金属原子光谱的精细结构
塞曼效应 〔3分〕 2.答: 核子结成原子核时会，质量会减少一局部，以能量的形式释放出来，称为结合能。
比结合能即平均每核子释放的结合能。
〔3分〕
二、填空题〔将正确答案填在空格内，每空1分，共10分〕
1． 原子能级存在 ； 原子空间取向量子化
222h
π
3． 4 4． 10,18
5．总质量 、总能量 、 核子数
三、选择题〔将正确答案的序号填在括号内，每题3分，共18分〕
1.C
2.B
3.A
4.D
5.A
6.C
四、计算题〔共6小题，共66分。
要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。
只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。
〕
1．〔10分〕
解：氢原子光谱巴尔末系
221
1
12H R n λ⎛⎫=- ⎪'⎝⎭ 〔5分〕
氢原子光谱巴尔末系中最短的波长记为,λ∞
2201
1
124
3645.6()
H H R A R λλ∞⎛⎫=- ⎪∞⎝⎭== 〔5分〕
2．〔12分〕
1、解：hc
E h νλ∆==
〔2分〕
22max
1.24 1.85670.7p s hc
nm keV
E E eV
nm λ⋅-=
=
= 〔3分〕
2 1.24 3.52351.9p hc
nm keV
E E eV
nm λ∞∞
⋅-=
=
= 〔3分〕
2 3.52 1.85 5.37s E E eV eV eV ∞-=+= 〔2分〕 所以，Li 的第一激发电势为1.85V ，电离电势为5.37V 。
〔2分〕
3．〔12分〕
解：在施特恩-盖拉赫实验中，原子束在屏上偏离中心的距离为可用下式表示：
2
z J J B
B dD
z m g z mv μ∂=-∂ 〔3分〕
对于原子态43/2F ，33
3,,22
L S J ===，故
3113
,,,2222
J m =-- 〔3分〕
3(1)(1)22(1)
J S S L L g J J +-+=
++ 2
5
J g =
〔2分〕 对于屏上边缘的线束，取J m J =，因此屏上两边缘线束之间的距离为：
22z J B
K
B dD
z Jg z E μ∂∆=∂
4222320.100.3020.578810 5.010252 5.0101.010()
m ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯
⨯⨯=⨯ 〔4分〕
4．〔12分〕
解：〔1〕那电子被激发到3s 态 1s1s2s2s: 21S 0
1s1s2s2p: 21P 1 ， 23P 0,1,2
1s1s2s3s: 31S 0 ， 33S 1 〔7分〕
能级、能级跃迁图： 〔5分〕
31S 0
1
23P 0,1,2
21S 0
5．(10分) 解：
min
1.24200.062k hc
nm keV
E keV nm
λ⋅==
= 〔6分〕
k E Ue = 〔2分〕
所以20U kV = 〔2分〕
6． 〔10分〕 解：
Q ＝2
mc 〔4分〕
=[(1.007825+7.015999)-2*4.002603]2uc 〔2分〕
=0.01861*931.5MeV
=17.34MeV 〔2分〕
〔2分〕
Q>0, 这个核反响是放能反响 。