原子物理复习题目

第一章 原子的基本状况

一、学习要点

1．原子的质量和大小,

R ~ 10-10 m , N o =6.022×1023/mol

2．原子核式结构模型 (1)原子的核式结构模型 (2)α粒子散射理论： 库仑散射理论公式：

(3)原子核大小的估计 散射角θ：),2

sin

11(Z 241

2

2

0θ

πε+

⋅

=

Mv e r m

α粒子正入射：2

02

4Z 4Mv e r m πε=

,m r ～10－15－10－14 m

二、基本练习

1．选择

(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)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. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？

()

(X)Au A

A g M N =

=12

-27C 1u 1.6605410kg

12

=

=⨯的质量

22012c 42

v Ze b tg

M θπε=

A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2 4一强度为I 的α粒子束垂直射向一金箔，并为该金箔所散射。若θ=90°对应的瞄准距离为b ，则这种能量的α粒子与金核可能达到的最短距离为：

A. b ; B . 2b ; C. 4b ; D. 0.5b 。 2．简答题

（1）简述卢瑟福原子有核模型的要点.

（2）简述α粒子散射实验. α粒子大角散射的结果说明了什么？

第二章 原子的能级和辐射

一、学习要点：

1.氢原子光谱：线状谱、4个线系（记住名称、顺序）、广义巴尔

末公式)11(~2

2

n m R -=ν

、 光谱项()2

n R n T =

、并合原则：)()(~n T m T -=ν

2.玻尔氢原子理论：

(1)玻尔三条基本假设的实验基础和内容（记熟）

(2)圆轨道理论（会推导）：氢原子中假设原子核静止，电子绕核作匀速率圆周运动

02

2002

02

22

0A 529,04,Z Z 4≈===e

m a n a n e m r e e n πεπε;； ()n hcT n hc R n e m E e n --

=-=∞2

2

2

2422

Z 2Z )

41(

πε，n ＝１.2.3……

(3)实验验证：

（a ）氢原子4个线系的形成)11(Z ~,)4(22

2

232042n m R c

h e m R e -==

∞

∞νπεπ

非量子化轨道跃迁

)(2

12

n E E mv h -+=

∞ν （b ）夫－赫实验：.结果及分析；原子的电离电势、激发电势 3.类氢离子（+++Li ,He ,正电子偶素.-μ原子等）

(1) He +光谱:毕克林系的发现、波数公式、与氢原子巴耳末系的异同等

(2)理论处理：计及原子核的运动，电子和原子核绕共同质心作匀速率圆周运动 e

e m M m M +⋅=

μ, 正负电荷中心之距Z

e n r n 2

2

204μπε =

.

能量2

2

422

2Z )

41(

n

e E n μπε-=，里德伯常数变化M

m R R e

A +=∞11

4.椭圆轨道理论

a n

n b n e

m a n

e m E n p e n ϕϕϕπεπε=

=

-==,Z 4,2Z )

41(

,22

202

2422

，n n n ,,3,2,1;,3,2,1 ==ϕ

n 一定，n E 一定，长半轴一定，有n 个短半轴，有n 个椭圆轨道（状

态），即n E 为n 度简并。 二、基本练习

1．选择题

(1)若氢原子被激发到主量子数为n 的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：

A ．n-1

B .n(n-1)/2

C .n(n+1)/2

D .n

(2)氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为： A ．3Rhc/4 B. Rhc C.3Rhc/4e D. Rhc/e

(3)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

(4)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

（5）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．3

∞

R/8 B.3∞R/4 C.8/3∞R D.4/3∞R

(6)根据玻尔理论可知，氦离子H e+的第一轨道半径是：

A．2

a B. 40a C. 0a/2 D. 0a/4

(7）在H e+离子中基态电子的结合能是：

A.27.2eV

B.54.4eV

C.19.77eV

D.24.17eV

(8)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

9.下图表示从基态起汞原子可能的某些能级（以eV 为单位），总能量为9eV的自由电子与处于基态的汞原子碰撞，碰撞之后电子所具有的能量（以eV为单位）可能值是什么？（允许忽略汞原子动量的变化）。

A. 0.2, 1.4, 4.1；

B. 2.3, 3.5, 4.1；

C. 0.2, 2.3, 4.1；

D. 1.4, 0.2, 3.5。

能量（eV）

-1.6

-3.7

-5.5

-10.4基态