原子物理學(xué)精彩試題總匯

1、word師學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題A卷一、論述題25分，每一小題5分1 .夫朗克一赫茲實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)論。1 .原理：加速電子與處于基態(tài)的汞原子發(fā)生碰撞非彈性碰撞，使汞原子吸收電子轉(zhuǎn)移的4.9eV的能量躍遷到第一激發(fā)態(tài)。處第一激發(fā)態(tài)的汞原子返回基態(tài)時(shí)，發(fā)射2500埃的紫外光。3分結(jié)論：證明汞原子能量是量子化的，即證明玻爾理論是正確的。2分2 .泡利不相容原理。2 .在費(fèi)密子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)密子處于同一個(gè)量子態(tài)。5分3 .X射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的？3 .殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)譜。5分4 .什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。4.原子核自發(fā)地的發(fā)射射線的現(xiàn)象稱放射性衰變，

2、4分例子略1分5.為什么原子核的裂變和聚變能放出巨大能量？5.因?yàn)橹械荣|(zhì)量數(shù)的原子核的核子的平均結(jié)合能約為8.6MeV大于輕核或重核的核子的平均結(jié)合能，故輕核聚變與重核裂變時(shí)能放出巨大能量。5分二、20分寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)，問向基態(tài)躍遷時(shí)可能會(huì)發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級(jí)躍遷圖，并說明之。二、20分1鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s;原子基態(tài)為2Si/2。5分2價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)可發(fā)出4條譜線。6分3依據(jù)躍遷選擇定如此1=1,j0,13分能級(jí)躍遷圖為6分42S1/2一32P3/2-T32P1/232S1/2-一三、15分對(duì)于電子組態(tài)

3、3P4d,在LS耦合時(shí)，1寫出所有可能的光譜項(xiàng)符號(hào)；2假如置于磁場(chǎng)中，這一電子組態(tài)一共分裂出多少個(gè)能級(jí)？3這些能級(jí)之間有多少可能的偶極輻射躍遷？三、15分1可能的原子態(tài)為1P1,1D2,午3；3P210,3D321,3F432。7分2一共條60條能級(jí)。5分3分3同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)之間沒有電偶極輻射躍遷。四、20分鎘原子在1D2-1Pi的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。四、20分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位46.6B5分0

4、如此得 0.39A5分00和=6437.6A ,0=6437 A,0+ = 6438.39 A5分能級(jí)躍遷圖為5分19._五、110分用中子打擊9F廣生90,并放出一個(gè)新粒子，寫出核反響方程式；在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反響發(fā)生時(shí)中子必須有的191最小的能量是4.1MeV,試求反響能Q值0n:1.008665u,9F：18.998405u。210分235U的核子的平均結(jié)合能為7.572MeV,117Sn與118Sn的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV,求235U裂變?yōu)閮蓚€(gè)Sn核時(shí)放出多少能量？平均一個(gè)核子釋放多少能量？五、110分0n19F18O+；H5分QEm.M03.89MeV5分M0M1210

5、分一個(gè)235U共釋放241.6MeV能量。5分平均一個(gè)核子釋放1.036MeV能量。5分師學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題B卷一、論述題25分，每一小題5分1 .玻爾理論的成功之處和局限性。1 .玻爾理論成功之處：定態(tài)的概念，能量量子化，輻射頻率法如此，氫原子光譜五個(gè)線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了根底。3分局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明，不能解釋氫原子光譜的強(qiáng)度、寬度等，無(wú)法全面地描述原子現(xiàn)象。2分2 .波函數(shù)與其物理意義。2 .微觀粒子狀態(tài)用波函數(shù)甲r,t描寫，一般情況下波函數(shù)是復(fù)數(shù)。2分波函數(shù)模的平方Vr,t2表示t時(shí)刻在xxdx,yydy,zzdz

6、區(qū)間單位體元發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。3分3 .泡利不相容原理。4 .在費(fèi)密子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)密子處于同一個(gè)量子態(tài)。5分5 .X射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的？6 .殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)譜。5分7 .什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。5.原子核自發(fā)地的發(fā)射、射線的現(xiàn)象稱放射性衰變，4分例子略1分二、20分當(dāng)處于基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生幾條譜線？求出相應(yīng)譜線的頻率用玻爾理論，不考慮電子自旋三、15分億原子基態(tài)為2D,用這種原子進(jìn)展史特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)時(shí)，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩與其在外磁場(chǎng)方向上的投影結(jié)果用玻爾磁子表示四、20分鎘原子在1D2-1

7、Pi的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、110分為進(jìn)展0n19F19O+1H的核反響，在驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反響發(fā)生時(shí)中子必須有的最小的能量是4.1MeV,試求反響能19.Q值0n:1.008665u,9F:18.998405u。210分235U的核子的平均結(jié)合能為7.572MeV,117Sn與118Sn的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV,求235U裂變?yōu)閮蓚€(gè)Sn核放出的能量與平均一個(gè)核子釋放多少能量?二、20分基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，躍遷到n3的能級(jí)。

8、5分被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生3條譜線，相應(yīng)譜線的頻率分別是12.9181015Hz,22.461015Hz,34.571015Hzo15分9 / 21三、15分1基態(tài)2D的億原子束在外磁場(chǎng)中分裂為2j14束,由此得j2,由2d 得 L 2,S5分2 je 3 15g-Pj B。2me105分3Jze _eg流PJzgMJ2m_9a_9_10 , 10 ,10,105分四、20分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間r46.6B5分；如此得o0.39A5分0= 6437.6A0o=6437 A0+ = 6438.39 A5分能級(jí)躍遷圖為5分1D21P1五、110分0n19F18O+；HQ

9、Em.M03.89MeV10分M0Mi210分一個(gè)235U共釋放241.6MeV能量。5分平均一個(gè)核子釋放1.036MeV能量。5分原子物理學(xué)試題A卷一、選擇題每一小題3分，共30分1.在同一粒子源和散射靶的條件下觀察到粒子被散射在90和60角方向上單位立體角的粒子數(shù)之比為：CA.4:1B.<2:2C.1:4D.1:82 .欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出H線，如此至少需提供多少能量eV？BA.13.6B.12.09C.10.2D.3 .鋰原子光譜主線系最長(zhǎng)波長(zhǎng)為6707埃，輔線系線系限波長(zhǎng)為3519埃，如此Li原子的電離電勢(shì)為：A4 .試判斷原子態(tài)：1slgSi,1s2p3P2,1s2p1D

10、i,2s2日P2中如下哪組是完全存在的？CA.1s1s3Si1s2p3P22s2p3P2B.1s2p3P21s2p1DiC.1s2p5P22s2p3P23Si2s2p3P21s2p1Di5 .原子在6G3/2狀態(tài)淇有效磁矩為：B胄B;B.0；C.225B；6 .覆原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷覆原子基態(tài)為：CAP1;B/S1;CSo；D/P0.7 .原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：CA.原子外層電子被激發(fā)；B.原子外層電子被電離;一軌道作用很強(qiáng)。8 .設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是p電子和d電子，在L-S耦合下可能的原子態(tài)有：CA.4個(gè)；B.9個(gè)；C.12個(gè)；D.15個(gè)9 .發(fā)

11、生+衰變的條件是DA.M(A,Z)>M(A,Z1)+me;B.M(A,Z)>M(A,Z+1)+2me;C.M(A,Z)>M(A,Z1);D.M(A,Z)>M(A,Z1)+2me10 .既參與強(qiáng)相互作用，又參與電磁相互作用和弱相互作用的粒子只有：A二、填空題每題4分，共20分1 .原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子的1 .大角散射2 .夫一赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果明確2.原子能量量子化3 .如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值為2/34 .36Kr樣品的原子核數(shù)N0在18年中衰變到原來(lái)數(shù)目的1/3,再過18年后幸存的原子核數(shù)為4.N0/9。5 .碳原子基態(tài)的電子組態(tài)

12、和原子態(tài)分別是5.1s22822p23P0。word反響能和閾能。：1iH:1.007825u,4He：4.002603u,147N:14.003074u,178。:16.999133。三、10分玻爾假設(shè)：定態(tài)假設(shè)、頻率條件、軌道角動(dòng)量量子化假設(shè) 5分氫原子基態(tài)的能量已4mee5分四、15分：s1.35,p0.86,d0.01，鈉原子的電離電勢(shì)5.14VRhc2-3se5分假如不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，如此鈉原子自3D態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)躍遷選擇定如此l=1,可發(fā)出3條譜線，其中主線系一條：3s3P；銳線系一條：3P4S;漫線系一條：3P3D,能級(jí)躍遷圖如下。5分考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，如此鈉原子自3D態(tài)向低能級(jí)躍遷

13、時(shí)可發(fā)出7條譜線。5分依據(jù)躍遷選才!定如此=1,j0,1,能級(jí)躍遷圖如下32D5/210 / 2132S1/242S1/232 P3/2 32P1/232D3/23s不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)五、10分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間0的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位46.6B,如此得0.39A5分000和=6437.6A,0=6437A,+=6438.39A能級(jí)躍遷圖為5分六、8分氨原子有兩個(gè)價(jià)電子，基態(tài)電子組態(tài)為1s1s假如其中一個(gè)word電子被激發(fā)到2P態(tài)，由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)有3種可能的光譜躍遷。依據(jù)躍遷選才!定如此S0,L=1,J0,1能級(jí)躍遷圖如下。七、7分用粒子

14、轟擊 41 18 1.53MeV147N原子核，生成178O原子核。147N+42He:11H : 1.007825u, 4He：P+178O4.002603u,147N:14.003074u,178。16.999133。核反響能24 / 21QMNM0.001281c22MHMOc1.18MeV218.00567718.006958c2核反響閾能E閾MNMQNMn原子物理學(xué)試題B卷、選擇題每一小題3分，共30分1.原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中DA.絕大多數(shù) 粒子散射角接近180B.粒子只偏2 3C.以小角散射為主也存在大角散射D.以大角散射為主也存在小角散射2 .欲使處于激發(fā)態(tài)

15、的氫原子發(fā)出H線，如此至少需提供多少能量eV？BA.13.6B.12.09C.10.2D.3 .基于德布羅意假設(shè)得出的公式等？的適用條件是：AVA.自由電子，非相對(duì)論近似B.一切實(shí)物粒子，非相對(duì)論近似C.被電場(chǎng)束縛的電子，相對(duì)論結(jié)果D.帶電的任何粒子，非相對(duì)論近似4 .氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)不考慮藍(lán)姆移動(dòng)是由于：CA.自旋軌道耦合B.相對(duì)論修正和原子實(shí)極化、軌道貫穿C.自旋-軌道耦合和相對(duì)論修正D.原子實(shí)極化、軌道貫穿、自旋-軌道耦合和相對(duì)論修正5.設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是p電子和d電子，在L-S耦合下可能的原子態(tài)有：CA6 .某原子處于4Di/2態(tài)，假如將其放于弱磁場(chǎng)中，如此能級(jí)分裂為：C7

16、.瀛Z=18原子基態(tài)的電子組態(tài)與原子態(tài)是：A.1s22s22p63s23p61S0B.1s22s22p62p63d83P0C.1s22s22p63p81S0D.1s22s22P63p43d22D1/28 .原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：A一軌道作用很強(qiáng)9 .原子核平均結(jié)合能以中等核最大，其值大約為C10 .發(fā)生+衰變的條件是DA.M(A,Z)>M(A,Z-1)+meB.M(A,Z)>M(A,Z+1)+2meC.M(A,Z)>M(A,Z1)D.M(A,Z)>M(A,Z1)+2me二、簡(jiǎn)述題每一小題2分，共20分1.什么是電子？1 .從電子的屬性方面回答。4分2 .波恩對(duì)

17、波函數(shù)作出什么樣的解釋？dz3 .波函數(shù)模的平方Vr,t2表示t時(shí)刻在xxdx,yydy,zz區(qū)間單位體元發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。4分4 .堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是什么？5 .堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價(jià)電子貫穿原子實(shí)。2分。造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是價(jià)電子的自旋與軌道的相互作用。3分6 .何謂衰變常數(shù)、半衰期、平均壽命？7 =31m2工。4分N8 .根本粒子按其相互作用可分為幾類?9 .光子、輕子、強(qiáng)子重子、介子。4分三、15分不計(jì)電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場(chǎng)B的平面運(yùn)動(dòng)時(shí),試用玻爾理論求電子動(dòng)態(tài)軌道半徑和能級(jí)。、

18、15分設(shè)電子在均勻磁場(chǎng)中作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r、速度為v,如此有6分4分2mvevBr聯(lián)立求得 rn；B，（n 1，2, ）mvrn,(n1,2,)2臺(tái)匕豆-eBn目匕里En,n1,2,m三、10分1鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22S22P63s;原子基態(tài)為2S1/2O2分2價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)可發(fā)出4條譜線。3分3依據(jù)躍遷選擇定如此l= 1, j 0, 12分3分能級(jí)躍遷圖為I-四、10分寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)，問向基態(tài)躍遷時(shí)可能會(huì)發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級(jí)躍遷圖，并說明之。四、15分單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間0的波數(shù)差為

19、一個(gè)洛侖茲單位-46.6B,如此得0.39A5分000和=6437.6A,0=6437A,+=6438.39A5分能級(jí)躍遷圖為5分五、15分鎘原子在1D2-1P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、10分0n19F18O+;H5分Q Em，。Mo Mi3.89MeV5分19六、10分用中子打擊9F產(chǎn)生9O,并放出一個(gè)新粒子，寫出核反響方程式；在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反響發(fā)生時(shí)中子必須有的最小19.的能量是4.1MeV,試求反響能Q值1n:1.008665u,9F:18

20、,998405u。原子物理學(xué)試題C卷一、選擇題每一小題3分，共30分1 .如果用一樣動(dòng)能的質(zhì)子和笊核同金箔產(chǎn)生散射，那么用質(zhì)子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限是用笊核子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限的幾倍？CA.2B,1/2C.1D,42 .夫一赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果明確：BA.電子自旋的存在B,原子能量量子化C,原子具有磁性D,原子角動(dòng)量量子化3 .基于德布羅意假設(shè)得出的公式罕？的適用條件是：AVA.自由電子，非相對(duì)論近似B,一切實(shí)物粒子，非相對(duì)論近似C,被電場(chǎng)束縛的電子，相對(duì)論結(jié)果D,帶電的任何粒子，非相對(duì)論近似4 .產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是：A5 P1/2-32S1/2,32P"2f32

21、S1/22S1/2-32P1/2,32S1/2f32P3/2汨3/23午1/2,3汨3/2-32P3/2汩3/2-32Pl/2,3汨3/23午3/25 .泡利不相容原理說：DA.自旋為整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中B.自旋為整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中C.自旋為半整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中D.自旋為半整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中6 .在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場(chǎng)方向觀察時(shí)將看到幾條譜線：C7 .覆原子的電子組態(tài)為lS22S22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷覆原子基態(tài)為：CA/P1B/S1CSoDP°8 .原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：C一軌道作用很強(qiáng)9 .鈉原子核23Na基態(tài)的核自旋為

22、1=3/2，因此鈉原子基態(tài)32Si/2能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為A10 .發(fā)生一衰變的條件是CA.M(A,Z)>M(A,Z+1)+meB.M(A,Z)>M(A,Z+1)meC.M(A,Z)>M(A,Z+1)D.M(A,Z)>M(A,Z+1)+2me、簡(jiǎn)述題每一小題4分，共20分1.簡(jiǎn)述玻爾對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理論的貢獻(xiàn)和玻爾理論的地位與不足1 .玻爾理論成功之處：定態(tài)的概念，能量量子化，輻射頻率法如此，氫原子光譜五個(gè)線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了根底。2分局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明，不能解釋氫原子光譜的強(qiáng)度、寬度等，無(wú)法全面地描述原子現(xiàn)象。2

23、分2 .波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋？2.1. 函數(shù)模的平方,r,t|2表示t時(shí)刻在xxdx,yydy,zzdz區(qū)間單位體元發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。4分3 .堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是什么？4 .堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價(jià)電子貫穿原子實(shí)。2分。造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是價(jià)電子的自旋與軌道的相互作用。2分5 .泡里不相容原理容是什么？6 .在費(fèi)米子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)米子處于同一個(gè)量子態(tài)。4分7 .根本粒子按其相互作用可分為幾類？8 .光子、輕子、強(qiáng)子重子、介子。4分二、10分當(dāng)處于基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生幾條譜線？求出相應(yīng)譜線的頻率用玻爾理論，不考慮電子自旋二、10分基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，躍遷到n3的能級(jí)。4分被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生3條譜線，相應(yīng)譜線的頻率分別是12,9181015Hz,22.461015Hz,34.571015Hz。6分三、10分億原子基態(tài)為2d,用這種原子進(jìn)展史特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)時(shí)，原子束分裂為4束