近代物理學(xué)課外自學(xué)指導(dǎo)講義原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1

1、近代物理學(xué)課外自學(xué)指導(dǎo)講義第一章原子的核式結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)要點(diǎn)A 10i . 原子的質(zhì)量和大小ma=N (g)，R10-A23-1-27Na=6.022 10 mol ,1u=1.6605655 10 kg2原子核式結(jié)構(gòu)模型(1) 湯姆孫原子模型(2) 粒子散射實(shí)驗(yàn)：裝置、結(jié)果、分析(3) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型(4) :粒子散射理論：庫侖散射理論公式(會推導(dǎo))：b2Z-cot -43&0 Mv 0盧瑟福散射公式：d；=(-)2(空y)2 , di，- 2 sin vdv4 袈oMvo sin 4-2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：譽(yù)叱：護(hù)°2)pn =-Na ,靶原子的摩爾質(zhì)量(4) 微分散射面的物理意義

2、、總截面(5) 原子核大小的估計(會推導(dǎo)):散射角X1rm 二4朧02Ze22Mv0丄1(1,sin2:粒子正入射:.4Ze2rm _24 SoMv 0-15 “T4,rm 10 10 m、根本練習(xí)1褚書課本 P20-21: (1) . (2) . ( 3) . (4) . ( 7);2選擇(1) 原子半徑的數(shù)量級是：10-8-10-13A. 10 cm; B.10 m C. 10 m D.10 m(2) 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A.絕大多數(shù)：粒子散射角接近180BC粒子只偏23C.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(3) 進(jìn)行盧瑟福理論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3、時發(fā)現(xiàn)小角散射與實(shí)驗(yàn)不符這說明：A.原子不一定存在核式結(jié)構(gòu)B.散射物太厚C.盧瑟福理論是錯誤的D.小角散射時一次散射理論不成立(4) 用相同能量的:粒子束和質(zhì)子束分別與金箔正碰，測量金原子核半徑的上限問用質(zhì)子束所得結(jié)果是用:粒子束所得結(jié)果的幾倍？A. 1/4B . 1/2C . 1D. 2動能EK=40keV的粒子對心接近 Pb(z=82)核而產(chǎn)生散射，那么最小距離為(m)：A. 5.10-10 B.3.0>d02-12D.5.9=<10-14(6)如果用相同動能的質(zhì)子和氘核同金箔產(chǎn)生散射，那么用質(zhì)子作為入射粒子測得的金原子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測得的金原子半徑上限的幾倍？

4、A. 2B.1/2C.1D .4在金箔引起的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，每10000個對準(zhǔn)金箔的：粒子中發(fā)現(xiàn)有4個粒子被 散射到角度大于5°勺范圍內(nèi).假設(shè)金箔的厚度增加到 4倍,那么被散射的：粒子會有多少？A. 16B.8C.4D.2(8) 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 立體角內(nèi)的粒子數(shù)之比為：A. 4:1B. 22C.1:4D.1:8(9) 在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)把粒子換成質(zhì)子，要想得到粒子相同的角分布，在散射物 不變條件下那么必須使：A.質(zhì)子的速度與粒子的相同；B .質(zhì)子的能量與-粒子的相同；C.質(zhì)子的速度是:-粒子的一半；D 質(zhì)子的能量是

5、:粒子的一半2. 簡答題(1) 什么是電子？簡述密立根油滴實(shí)驗(yàn)(2) 簡述盧瑟福原子有核模型的要點(diǎn).(3) 簡述：粒子散射實(shí)驗(yàn)：粒子大角散射的結(jié)果說明了什么？(4) 什么是微分散射截面？簡述其物理意義.3. 計算題：(1) 當(dāng)一束能量為 4.8Mev的a粒子垂直入射到厚度為4.0 >10-5cm的金箔上時探測器沿20°方向上每秒記錄到2.0 >04個a粒子試求：僅改變探測器安置方位，沿60°方向每秒可記錄到多少個:粒子？假設(shè):-粒子能量減少一半，那么沿20°方向每秒可測得多少個:粒子？粒子能量仍為4.8MeV而將金箔換成厚度的鋁箔，那么沿20。方向每秒

6、可記錄到多少個J粒子？(卩金=19.3g/cm 卩鉛=27g /cm ； A 金= 179 ,A 鋁=27,Z 金=79 Z 鋁=13)(2) 試證明：逾子散射中a粒子與原子核對心碰撞時兩者之間的最小距離是散射角為900時相對應(yīng)的瞄準(zhǔn)距離的兩倍.(3) 10Mev的質(zhì)子射到銅箔片上，銅的Z=29,試求質(zhì)子散射角為 90°時的瞄準(zhǔn)距離b 和最接近于核的距離 rm.o2<-0,529 Ameest137En 二 - J2 meZ2e* 4 4朧o2岸n22RhcZ22 hcT n nn =1 .2.33實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：a氫原子五個線系的形成c - 242. mee23 4 二；°

7、; h c會推導(dǎo)第二章玻爾氫原子理論、學(xué)習(xí)要點(diǎn):1氫原子光譜：1 1線狀譜、五個線系記住名稱、順序、廣義巴爾末公式r=R '2 ；、m nR光譜項(xiàng)t n二每、并合原那么：二Tm _Tn n2玻爾氫原子理論：1玻爾三條根本假設(shè)的實(shí)驗(yàn)根底和內(nèi)容記熟2圓軌道理論會推導(dǎo)：氫原子中假設(shè)原子核靜止，電子繞核作勻速率圓周運(yùn)動4隔用2 n25 =a°, aomeZeZ非量子化軌道躍遷h = 1 mv2 E：- -Enb夫赫實(shí)驗(yàn)：裝置、結(jié)果及分析；原子的電離電勢、激發(fā)電勢3類氫離子He ；L正電子偶素 原子等1He+光譜:畢克林系的發(fā)現(xiàn)、波數(shù)公式、與氫原子巴耳末系的異同等2理論處理會推導(dǎo)：計及

8、原子核的運(yùn)動，電子和原子核繞共同質(zhì)心作勻速率圓周 運(yùn)動j _ M meM +me正負(fù)電荷中心之距4脫0斤2 n2e2z能量En4二；02 2n2里德伯常數(shù)變化Ra1 meM重氫氘的發(fā)現(xiàn)4橢圓軌道理論索末菲量子化條件： pdq =nqh, nq為整數(shù)pr，E宀冷2meZ2e44 二;0 2 2n ?a亍 n ,b = a ,mZe2nn =1,2,3 ; n=1,2,3/ ,nn 一定，En 一定，長半軸一定，有n個短半軸，有n個橢圓軌道狀態(tài)，即En為n度簡并5空間量子化：(1)舊量子論中的三個量子數(shù) n,n二m的名稱、取值范圍、物理量表達(dá)式、幾何參量表達(dá)式名稱取值物理量表達(dá)式幾何參量表達(dá)式nn

9、 qs(2) 空間量子化(P空間取向)、電子的軌道磁矩(舊量子論)、斯特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)6.玻爾對應(yīng)原理及玻爾理論的地位二、根本練習(xí)(共 29題)1. 楮書 P76-77(1)(2)(3)(4)(5)(6“7)(8)2選擇題(1) 假設(shè)氫原子被激發(fā)到主量子數(shù)為n的能級，當(dāng)產(chǎn)生能級躍遷時可能發(fā)生的所有譜線總條數(shù)應(yīng)為：A . n-1 B .n(n-1)/2C .n(n+1)/2 D .n(2) 氫原子光譜賴曼系和巴耳末系的系線限波長分別為：A. R/4 和 R/9 B.R 和 R/4C.4/R 和 9/RD.1/R 和 4/R氫原子賴曼系的線系限波數(shù)為R,那么氫原子的電離電勢為：A. 3Rhc/4

10、B. Rhe C.3Rhc/4e D. Rhe/e(4) 氫原子基態(tài)的電離電勢和第一激發(fā)電勢分別是：A . 13.6V 和 10.2V; B -3.6V 和-10.2V;C.13.6V 和 3.4V; D. -3.6V 和-3.4V(5) 由玻爾氫原子理論得出的第一玻爾半徑a°的數(shù)值是：10 10 12 12A. 5.29 勺 0 m B.0.529 W" m C. 5.29 1倉 m D.529 >10- m(6) 根據(jù)玻爾理論，假設(shè)將氫原子激發(fā)到n=5的狀態(tài)，那么：A.可能出現(xiàn)10條譜線，分別屬四個線系B.可能出現(xiàn)9條譜線，分別屬 3個線系C.可能出現(xiàn)11條譜線，

11、分別屬5個線系 D.可能出現(xiàn)1條譜線，屬賴曼系(7) 欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出H ：.線，那么至少需提供多少能量(eV) ?A.(8) 氫原子被激發(fā)后其電子處在第四軌道上運(yùn)動，按照玻爾理論在觀測時間內(nèi)最多能看到幾條線？A.1B.6C.4D.3(9) 氫原子光譜由萊曼、巴耳末、帕邢、布喇開系組成.為獲得紅外波段原子發(fā)射光譜那么轟擊基態(tài)氫原子的最小動能為：(10) 用能量為12.7eV的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子時，受激氫原子向低能級躍遷時最多可能 出現(xiàn)幾條光譜線(不考慮自旋)；A. 3B.10C.1D.46(11) 有速度為1.875 10 m/s的自由電子被一質(zhì)子俘獲，放出一個光子而形成基態(tài)氫原子

12、那么光子的頻率(Hz )為：A. 3.3 1015 ；B.2.41015 ；C.5.7 1015 ；D.2.11016.(12) 按照玻爾理論基態(tài)氫原子中電子繞核運(yùn)動的線速度約為光速的：A.1/10 倍 B.1/100 倍 C .1/137 倍 D.1/237 倍(13) 玻爾磁子J B為多少焦耳/特斯拉？B.19. .21. .23. .25A. 0.927 10B.0.92710 C. 0.927 10D .0.927 10(14) 一對正負(fù)電子繞其共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動會暫時形成類似于氫原子的結(jié)構(gòu)的正電子素 那么該正電子素 由第一激發(fā)態(tài)躍遷時發(fā)射光譜線的波長應(yīng)為：A. 3R： /8B.3 R：/

13、4C.8/3 R：D.4/3 R:：(15) 象)-子(帶有一個單位負(fù)電荷)通過物質(zhì)時，有些在核附近的軌道上將被俘獲而形成二原子，那么.二-原子基態(tài)軌道半徑與相應(yīng)的電子軌道半徑之比為(亠一子的質(zhì)量為m=206me)2 2A.1/206B.1/(206)C.206D.206(16) 電子偶素是由電子和正電子組成的原子，基態(tài)電離能量為：(17) 根據(jù)玻爾理論可知，氦離子He+的第一軌道半徑是：A. 2a0B. 4 a0C. a0/2D. a0 /4(18) 一次電離的氦離子He+處于第一激發(fā)態(tài)(n=2)時電子的軌道半徑為：A.0.53 10-10mB.1.06 10-10m C.2.12 10-1

14、0mD.0.26 10-10m(19) 假設(shè)氦原子(Z=2 )的一個電子已被電離，如果還想把另一個電子電離，假設(shè)以eV為單位至少需提供的能量為：A. (20) 在He+離子中基態(tài)電子的結(jié)合能是：(21) 夫一赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明：A電子自旋的存在；B原子能量量子化C原子具有磁性；D原子角動量量子化(22) 夫一赫實(shí)驗(yàn)使用的充氣三極管是在：A. 相對陰極來說板極上加正向電壓，柵極上加負(fù)電壓；B. 板極相對柵極是負(fù)電壓，柵極相對陰極是正電壓；C. 板極相對柵極是正電壓，柵極相對陰極是負(fù)電壓；D. 相對陰極來說板極加負(fù)電壓，柵極加正電壓(23) 處于基態(tài)的氫原子被能量為12.09eV的光子激發(fā)后，其軌道

15、半徑增為原來的A. 4 倍 B.3 倍 C.9 倍D.16 倍(24) 氫原子處于基態(tài)吸收1 =1026?的光子后電子的軌道磁矩為原來的()倍：A . 3； B. 2 ； C.不變； D.93. 簡答題(1) 19世紀(jì)末經(jīng)典物理出現(xiàn)哪些無法解決的矛盾？(1999長春光機(jī)所)(2) 用簡要的語言表達(dá)玻爾理論，并根據(jù)你的表達(dá)導(dǎo)出氫原子基態(tài)能量表達(dá)式.(1998南開大學(xué))(3) 寫出以下物理量的符號及其推薦值(用國際單位制)：真空的光速、普朗克常數(shù)、玻爾半徑、玻爾磁子、玻爾茲曼常數(shù)、萬有引力恒量 ( 2000南開大學(xué))(4) 解釋以下概念：光譜項(xiàng)、定態(tài)、簡并、電子的軌道磁矩、對應(yīng)原理(5) 簡述玻爾

16、對原子結(jié)構(gòu)的理論的奉獻(xiàn)和玻爾理論的地位與缺乏4 計算題(1) 單色光照射使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，受激發(fā)的氫原子向低能級躍遷時可能發(fā)出10條譜線問：入射光的能量為多少？其中波長最長的一條譜線的波長為多少？(hc=12400eV?)(2) 一對正負(fù)電子繞共同質(zhì)心轉(zhuǎn)動會形成類似氫原子結(jié)構(gòu)-正電子素試求： 正電子素處于基態(tài)時正負(fù)電子間的距離； n=5時正電子素的電離能(玻爾半徑a0 =0.529?).(3) 不計電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場B的平面內(nèi)運(yùn)動時，試用玻爾理論求電子動態(tài)軌道半徑和能級(提示：En Jmev2 -B ； J : = n p =n，)22m(4) 氫原子巴爾末系的第一條譜線與H

17、e+離子畢克林系的第二條譜線(6 t 4)兩者之間的波33長差是多少？(Rh=1.09678 10" ?, RHe=1.09722 10" ?)(5) 設(shè)氫原子光譜的巴耳末系的第一條譜線H :.的波長為-.,第二條譜線H 一：的波長為屯:,試證明：帕邢系的第一條譜線的波長為/lq 扎 p(2000.上海大學(xué))(6) 個光子電離處于基態(tài)的氫原子，被電離的自由電子又被氦原子核俘獲，形成處于n =2能級的氦離子He+，同時放出波長為500nm的光子，求原入射光子的能量和自由電子的動 能，并用能級圖表示整個過程.(1997北京師大)(7) 在天文上可觀察到氫原子高激發(fā)態(tài)之間的躍遷，

18、如n =108與n =109之間，請計算此躍遷的波長和頻率(1997中科院)(8) He+離子畢克林系的第一條譜線的波長與氫原子的巴耳末系H :.線相近為使基態(tài)的He+離子激發(fā)并發(fā)出這條譜線，必須至少用多大的動能的電子去轟擊它？(2001 中科院)(9) 試用光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)表示處于基態(tài)的氫原子中電子的速度、軌道半徑、氫原子 的電離電勢和里德伯常數(shù)(1999中科院)(10) 計算氫原子中電子從量子數(shù)為n的狀態(tài)躍遷到n -1的狀態(tài)時所發(fā)出譜線的頻率(2001.中科院固體所)第二章量子力學(xué)初步、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1德布羅意假設(shè):(1) 內(nèi)容： E 二h、.，-, , p = = k,k = n(2) 試驗(yàn)

19、驗(yàn)證：戴維孫 一革末試驗(yàn)電子h.2meV12.26hh:X ：Px 亠，.譏 E -222 測不準(zhǔn)關(guān)系:3波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋、標(biāo)準(zhǔn)條件、歸一化條件 薛定諤方程、定態(tài)薛定諤方程、定態(tài)波函數(shù)、定態(tài)4量子力學(xué)對氫原子的處理軌道角動量pi = .I I1 一,1 =0,1,2,，n_1 , l稱為軌道角量子數(shù),軌道角量子數(shù)I =01234電子態(tài)s p df g原子態(tài)S P DF GRhcZ2能量En =_(1)2 meZ2e44二；02 勺2hcT n ,n =1 .2.3軌道投影角動量piz=rnir,m|=-I ,-(l1,八,0,1，I1,1，稱軌道磁量子數(shù)，表征軌道角動量對外場方向的取向，軌道

20、角動量對外場方向的投影圖描述電子空間運(yùn)動的三個量子數(shù)n,1m的名稱、取值范圍、所表征的物理量表達(dá)式、根本練習(xí)1.楮書P113習(xí)題2 選擇題(1) 為了證實(shí)德布羅意假設(shè)，戴維孫一革末于1927年在鎳單晶體上做了電子衍射實(shí)驗(yàn) 從而證明了：A.電子的波動性和粒子性B.電子的波動性 C.電子的粒子性D.所有粒子具有項(xiàng)性(2 )德布羅意假設(shè)可歸結(jié)為以下關(guān)系式：A .E=h , p= - ; B.E= , P= - ; C. E=h , p=; D. E八,p=-(3) 為使電子的德布羅意假設(shè)波長為100埃，應(yīng)加多大的加速電壓:6 5A. 11.5110 V ;B.24.4V ;C.24.4 10 V ;

21、(4 )基于德布羅意假設(shè)得出的公式A.自由電子，非相對論近似；C.被電場束縛的電子，相對論結(jié)果;?的適用條件是：B. 一切實(shí)物粒子，非相對論近似;D帶電的任何粒子，非相對論近似-7(5) 如果一個原子處于某能態(tài)的時間為10 S,原子這個能態(tài)能量的最小不確定數(shù)量級為(以焦耳為單位)：A. 10-34;B.10-27;C.10-24; D.1O-30(6) 將一質(zhì)子束縛在10-13cm的線度內(nèi)，那么估計其動能的量級為:-20A. eV; B. MeV; C. GeV, D.10 J(7) 按量子力學(xué)原理，原子狀態(tài)用波函數(shù)來描述 子數(shù)n時，對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)是：2 2A. 2n;B.2n+1;C.n ;D

22、.2n(8) 按量子力學(xué)原理，原子狀態(tài)用波函數(shù)來描述 應(yīng)的狀態(tài)數(shù)為：2A.n ;B.2n;C. l ;D.2 l +1(9) 按原子力學(xué)原理，原子狀態(tài)用波函數(shù)來描述 的狀態(tài)數(shù)為：.不考慮電子自旋，對氫原子當(dāng)有確定主量不考慮電子自旋，對氫原子當(dāng)nl確定后,對考慮電子自旋，對氫原子當(dāng)nl確定后，對應(yīng)2A.2(2 l +1);B.2 l +1; C. n;D.n(10) 按量子力學(xué)原理，原子狀態(tài)用波函數(shù)來描述.考慮自旋對氫原子當(dāng)nl m確定后對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)為：A.1;B.2;C.21 +1; D. n3簡答題(1) 波恩對波函數(shù)作出什么樣的解釋？(長春光機(jī)所1999)(2) 請答復(fù)測不準(zhǔn)關(guān)系的主要內(nèi)容

23、和物理實(shí)質(zhì).(長春光機(jī)所1998)(3) 為什么說德布羅意是量子力學(xué)的創(chuàng)始人？奉獻(xiàn)如何？(長春光機(jī)所1999)(4) 何謂定態(tài)？定態(tài)波函數(shù)具有何種形式？(5) 波函數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)條件是什么？寫出波函數(shù)的歸一化條件4. 計算題(1)電子顯微鏡中的電子從靜止開始通過電勢差為U的靜電場加速后，其德布羅意波0長為0.4A，求加速電勢差 U .(上海大學(xué).2002)(2)試畫出丨=2時電子軌道角動量在磁場中空間量子化示意圖，并標(biāo)出電子軌道角動 量在外磁場方向z的投影的各種可能值.(中山大學(xué)1993)第四章堿金屬原子、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1堿金屬原子光譜和能級、第二輔線系(銳)、柏格曼系(基)(1)四個線系：主線系、第一

24、輔線系(漫) 共振線、線系限波數(shù)、波數(shù)表達(dá)式2 2(2)光譜項(xiàng)T二Rn 一為2RZ RZ-22 - ；-.-：| ,Zn起始主量子數(shù) Li: n=2 ; Na:n=3 ; K: n=4 ;Rb: n=5;Cs :n=6 ; Fr:n=7(4) 堿金屬原子能級選擇定那么厶1二1(5) 原子實(shí)極化和軌道貫穿是造成堿金屬原子能級與氫原子不同的原因2電子自旋4 1(1)實(shí)驗(yàn)根底與內(nèi)容：電子除具有質(zhì)量、電荷外，還具有自旋角動量 Ps = . s S 1 一,(S =2稱自旋角量子數(shù))和自旋磁矩人=_上Pss - 3".me自旋投影角動量psz =ms ： ms -J稱自旋磁量子數(shù)21 I 土-

25、，I 式 0單電子角動量耦合：總角動量Pj =< j(j+1戸,j =«2,稱總角量子數(shù)(內(nèi)量子數(shù)、副量子數(shù)；總角動量的投影角動量 pjz =mj ,mj - - j -1 , j -1, j，稱總磁量子數(shù)描述一個電子的量子態(tài)的四個量子數(shù)：強(qiáng)場：n,l,mi,ms;弱場：n,l, j ,mj原子態(tài)(光譜項(xiàng))符號n2s 1LjS態(tài)不分裂，P,D,F,G,態(tài)分裂為兩層3堿金屬原子光譜和能級的精細(xì)結(jié)構(gòu)：(1) 原因：電子自旋一軌道的相互作用(2) 能級和光譜項(xiàng)的裂距；選擇定那么：1'j =0,-1畫出鋰、鈉、鉀原子的精細(xì)結(jié)構(gòu)能級躍遷圖4.氫原子光譜和能級的精細(xì)結(jié)構(gòu)：(1) 原

26、因：相對論效應(yīng)和電子自旋一軌道相互作用；(2) 狄拉克能級公式；(3) 賴曼系第一條譜線和巴爾末線系H :.線的精細(xì)分裂；(4) 藍(lán)姆移動二.根本練習(xí)：1. 褚書 P1432選擇題：(1) 單個f電子總角動量量子數(shù)的可能值為：D. j= 5/2 ,7/2A. j =3,2,1,0 ;B .j= ± C. j= 7/2 ,5/2;(2) 單個d電子的總角動量投影的可能值為：1=1, s =12,試由mj = mi ms求m的可能值:D. ' 3/2, 一 5/2 .A .3/2,1/2 ,-1/2 ,-3/2 ;C .3/2,1/2 ,0,-1/2, -3/2;(4)鋰原子光譜

27、由主線系 譜線在可見光區(qū)只有：B. 3/2 ,1/2 ,1/2, -1/2 ,-1/2,-3/2;D. 3/2,1/2 ,1/2 ,0,-1/2, -1/2,-3/2;.第一輔線系.第二輔線系及柏格曼系組成.這些譜線系中全部(3)一個價電子的A.主線系；B.第一輔線系;C.第二輔線系;D.柏格曼系(5) 鋰原子主線系的譜線在不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)時，其波數(shù)公式的正確表達(dá)式應(yīng)為：A. = 2S - nP ； B. = nP r 2S ； C.= 2S r nP； D. -=n P-2S(6) 堿金屬原子的光譜項(xiàng)為：2 2 2 *2 *2 *2A.T=R/n ; B .T=Z R/n ; C .T=R/n

28、 ; D. T=RZ /n(7) 鋰原子從3P態(tài)向基態(tài)躍遷時，產(chǎn)生多少條被選擇定那么允許的譜線(不考慮精細(xì)結(jié) 構(gòu))？A. 一條B.三條C.四條D.六條(8)鋰原子光譜主線系最長波長為6707埃，輔線系線系限波長為3519埃，貝U Li原子的電離電勢為:A. 5.38V(9)鈉原子基項(xiàng)A.0.514V;B. 1.85V3S的量子改正數(shù)為B. 1.51V;1.37,試確定該原子的電離電勢：(10)堿金屬原子能級的雙重結(jié)構(gòu)是由于以下哪一項(xiàng)產(chǎn)生:A.相對論效應(yīng)B. 原子實(shí)的極化C.價電子的軌道貫穿D.價電子的自旋一軌道相互作用(11)產(chǎn)生鈉的兩條黃譜線的躍遷是:2 2 A. P3/2T S1/2 ,2

29、 2 C. D3/2(12)假設(shè)能級的裂距為多少2A.7.4 102;2 2P1/2 T S1/2;2 2D3/2T P3/2;K原子共振線雙重成分的波長等于eV ?222B. S1/2T P1/2, S1/222D. D3/2T P1/2 ,JP3/2;2 2fD3/2 T P3/27698.98埃和7664.9埃，那么該原子4pB .7.4 10-3;-4C .7.4 10 4;5D .7.4 10(13) 對鋰原子主線系的譜線，考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)后，其波數(shù)公式的正確表達(dá)式應(yīng)為： 2 2 2 2 2 2 2 2A.、= 2 S1/2-n P1/2= 2S1/2-nP3/2B.、= 2S1/2&g

30、t; nP3/2= 2 S1/2 > nP1/222222222C. ' = n P3/2-2 S1/2= nP1/2-2S3/2D.= nP3/2> nP3/2= n P1/2 > n1/2(14) 堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)形成的根本物理原因：A.電子自旋的存在B.觀察儀器分辨率的提高C. 選擇定那么的提出D.軌道角動量的量子化(15) 鈉光譜的主線系的第一條譜線由 1=5890埃和2=5896埃的雙線組成，那么第二輔線系極限的雙線間距(以電子伏特為單位)：332A.0;B.2.14 10- ;C.2.07 10- ;D.3.42 10-(16) 考慮電子自旋，堿金屬

31、原子光譜中每一條譜線分裂成兩條且兩條線的間隔隨波數(shù)增加而減少的是什么線系?A.主線系；B銳線系；C漫線系； D.基線系(17) 如果丨是單電子原子中電子的軌道角動量量子數(shù)，那么偶極距躍遷選擇定那么為:A. =0; B.或 _1;C.=：1; D. =1(18) 堿金屬原子的價電子處于n = 3, l = 1的狀態(tài)，其精細(xì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)符號應(yīng)為：A .S1/2.3S3/2 ；B.3P1/2.3P3/2 ；C .P1/2.3P3/2；D .3?D 3/2.3?D 5/2(19)卜列哪種原子狀態(tài)在堿金屬原子中疋不存在的：2 2 _ 2 2 2A .1 S1/2;B. 2 S1/2;C .3 P1/2;D

32、. 3 S1/2.3 D5/2是：(20)對堿金屬原子的精細(xì)結(jié)構(gòu)12S1/2 12P1/2, 32D5/2, 42F5/2,22D3/2這些狀態(tài)中實(shí)際存在的2 22 2 2 2 _ 2 2 2 2A.1 S1/2,3 D5/2,4 F5/2;B.1 S1/2,1 P1/2,4 F5/2;C.1 P1/2,3 D5/2,2 D3/2；D.3 D5/2,4 F5/2,3 D3/2(21) 氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)A.自旋軌道耦合C.自旋-軌道耦合和相對論修正(22) 對氫原子考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)之后A.二條B.三條(不考慮藍(lán)姆移動)是由于：B. 相對論修正和極化貫穿D. 極化.貫穿啟旋-軌道耦合和相對論修

33、正 ，其賴曼系一般結(jié)構(gòu)的每一條譜線應(yīng)分裂為：C. 五條D.不分裂(23) 考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，不考慮藍(lán)姆位移，氫光譜Ha線應(yīng)具有:(24)氫原子巴爾末系的譜線 慮藍(lán)姆位移其譜線分裂條數(shù)為：，計及精細(xì)結(jié)構(gòu)以后，每一條譜線都分裂為五個，但如果再考C.五線D. 七線A.雙線B.三線A.五條B.六條C.七條D. 八條(25) 鋰原子主線系最長波長為1=67074埃，第二輔線系的線系限波長為：=3519埃,那么鋰原子的第一激發(fā)電勢和電離電勢依次為(R= 1.09729 107m-1)A.0.85eV,5.38eV;B.1.85V,5.38V;C.0.85V,5.38VD.13.85eV,5.38eV(26)

34、鈉原子由nS躍遷到3P態(tài)和由nD躍遷到3P態(tài)產(chǎn)生的譜線分別屬于：A.第一輔線系和基線系B.柏格曼系和銳線系C.主線系和第一輔線系D.第二輔線系和漫線系(27) d電子的總角動量取值可能為：1 f廠代少一；B .払C "63a 35 -；D. 6>22 22 ' 2223簡答題(1) 堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級的 原因是什么？為什么 S態(tài)不分裂，P,D,F,G,態(tài)分裂為兩層？(2) 造成氫原子精細(xì)能級和光譜的原因是什么？(3) 試由氫原子能量的狄拉克公式出發(fā)，畫出巴爾末系第一條譜線分裂后的能級躍遷 圖，并寫出各自成分的波數(shù)表達(dá)式(

35、4) 在強(qiáng)磁場下描述一個電子的一個量子態(tài)一般需哪四個量子數(shù)？試寫出各自的名稱、 取值范圍、力學(xué)量表達(dá)式？在弱磁場下情況如何？試答復(fù)上面的問題(5) 簡述堿金屬原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋)4計算題(1)鋰原子的基態(tài)光譜項(xiàng)值 T2S= 43484cm-1，假設(shè)直接躍遷 3P >3S產(chǎn)生波長為3233 埃的譜線.試問當(dāng)被激發(fā)原子由 3P態(tài)到2S態(tài)時還會產(chǎn)生哪些譜線？求出這些譜線的波長(R=10972 10-3 埃-1)2 鈹離子Be+主線系第一條譜線及線系限波長分別為3210埃和683埃，試計算該離子S項(xiàng)和P項(xiàng)的量子虧損以及銳線系第一條譜線的波長北大19863鋰原子的基態(tài)是 2S，當(dāng)處

36、于3D激發(fā)態(tài)的鋰原子向低能級躍遷時，可能產(chǎn)生幾條 譜線不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)？這些譜線中哪些屬于你知道的譜線系的？同時寫出所屬譜線系的 名稱及波數(shù)表達(dá)式試畫出有關(guān)的能級躍遷圖，在圖中標(biāo)出各能級的光譜項(xiàng)符號，并用箭頭 都標(biāo)出各種可能的躍遷.中科院2001試寫出鈉原子主線系、第一輔線系、第二輔線系和伯格曼系的波數(shù)表達(dá)式 ：=1.35," =0.86, d =0.01,求鈉原子的電離電勢 假設(shè)不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，那么鈉原子自3D態(tài)向低能級躍遷時，可產(chǎn)生幾條譜線？是哪兩個能級間的躍遷？各對應(yīng)哪個線系的譜線？ 假設(shè)考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，那么上問中譜線分別是幾線結(jié)構(gòu)？用光譜項(xiàng)表達(dá)式表示出相應(yīng)的躍遷.中科院1998第

37、五章 多電子原子一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1. 氦原子和堿土金屬原子：(1) 氦原子光譜和能級(正氦(三重態(tài))、仲氦(單態(tài))(2)鎂原子光譜和能級2. 重點(diǎn)掌握L S耦合,了解j - j耦合3. 洪特定那么、朗德間隔定那么、泡利不相容原理；4. 兩個價電子原子的電偶極輻射躍遷選擇定那么；5. 復(fù)雜原子光譜的一般規(guī)律：位移律、交替律、三個電子的角動量耦合、普用選擇定那么(電子組態(tài)的躍遷選擇定那么，又稱宇稱躍遷選擇定那么，或拉波特定那么；L-S耦合選擇定那么等)6. 氦氖激光器二、根本練習(xí)1褚書 P168 169 習(xí)題 2選擇題(1) 關(guān)于氦原子光譜以下說法錯誤的選項(xiàng)是：A.第一激發(fā)態(tài)不能自發(fā)的躍遷到基態(tài)；B.

38、1s2p 3P2,1,o能級是正常順序；C. 基態(tài)與第一激發(fā)態(tài)能量相差很大；D.三重態(tài)與單態(tài)之間沒有躍遷氦原子由狀態(tài)1s2p 3P2,1,o向1s2s 3S1躍遷，可產(chǎn)生的譜線條數(shù)為：A.0 ；B.2 ；C.3；D.1氦原子由狀態(tài)1s3d 3D3,2,1向1s2p3P2,1,o躍遷時可產(chǎn)生的譜線條數(shù)為：A.3 ；B.4 ；C.6；D.5(4) 氦原子有單態(tài)和三重態(tài)兩套能級，從而它們產(chǎn)生的光譜特點(diǎn)是：A. 單能級各線系皆為單線，三重能級各線皆為三線；B. 單重能級各線系皆為雙線，三重能級各線系皆為三線；C. 單重能級各線系皆為單線，三重能級各線系皆為雙線；D. 單重能級各線系皆為單線，三重能級各

39、線系較為復(fù)雜，不一定是三線.(5) 以下原子狀態(tài)中哪一個是氦原子的基態(tài)？1331A. P1 ；B. P1 ;C. S1;D . So ;(6) 氦原子的電子組態(tài)為mp n2S,那么可能的原子態(tài)：A. 由于n不確定不能給出確定的J值，不能決定原子態(tài)；3壬1B. 為 n 1pn2S D2,1,0和 n1pn2S D1 ；C. 由于違背泡利原理只存單態(tài)不存在三重態(tài)；D. 為 n 1pn2S P2,1,0和 ngn2S P1.C+離子由2s3p 3P2,1,0到2s3s 3$兩能級的躍遷，可產(chǎn)生幾條光譜線？A. 6 條； B .3 條； C.2 條； D .1條.(8) 氦原子有單態(tài)和三重態(tài)，但1s1

40、s3S1并不存在,其原因是：A.因?yàn)樽孕秊?/2,丨1=丨2=0故J=1/2=;B.泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在；C. .因?yàn)槿貞B(tài)能量最低的是1s2s3S;D.因?yàn)?s1s3S1和1s2s3S1是簡并態(tài)(9) 泡利不相容原理說：A.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.(10) 假設(shè)某原子的兩個價電子處于2s2p組態(tài),利用L S耦合可得到其原子態(tài)的個數(shù)是：A.1 ;B.3;C.4;D.6.(11) 4D3/2態(tài)的軌道角動量的平方值是：A.- 3 2 ；B.

41、6 ' 2;C.- 2 ' 2; D. 2 ' 2(12) 一個p電子與一個s電子在L S耦合下可能有原子態(tài)為：33311331A. Po,1,2, S1 ; B . Po,1,2 , So；C. P1, Po,1,2 ;D. S1 , P1(13) 設(shè)原子的兩個價電子是p電子和d電子，在L S耦合下可能的原子態(tài)有:A.4 個； B.9 個； C.12 個；(14) 電子組態(tài)2p4d所形成的可能原子態(tài)有：1311F F;B. P D1 1D.1S 1PB+離子假設(shè)處于第一激發(fā)態(tài)B.2s2s C.1s2sD.15 個13.A . P PC. 3f 1F;(15) 硼(Z=

42、5 )的A.2s2p(16) 鈹(Be)原子假設(shè)處于第一激發(fā)態(tài)，那么其電子組態(tài):1F1D，那么電子組態(tài)為:D.2p3s3P3S3D3P3F;3d.A.2s2s； B.2s3p；C.1s2p; D.2s2p(17) 假設(shè)鎂原子處于基態(tài)，它的電子組態(tài)應(yīng)為：A. 2s2s B.2s2p C.3s3sD.3s3p(18) 今有電子組態(tài)1s2p,1s1p,2d3p,3p3s試判斷以下哪些電子組態(tài)是完全存在的A.1s2p ,1s1pB.1s2p,2d3pC,2d3p,2p3sD.1s2p,2p3s(19) 電子組態(tài)1s2p所構(gòu)成的原子態(tài)應(yīng)為：A1s2p1P1 , 1s2p3P2,1,0B.1s2p1S0

43、,1s2p3S1113311C1s2p So, 1s2p P1 , 1s2p S1 , 1s2p P2,1,o;D.1s2p So,1s2p P1(20) 判斷以下各譜項(xiàng)中那個譜項(xiàng)不可能存在：A.3F2；B.4P5/2；C.2F7/2；D.3D1/2(21) 試判斷原子態(tài)：1s1s3S1,1s2p3P2,1s2p1D1, 2s2p3P2中以下哪組是完全存在的？A. 1s1s3S11s2p3P22s2p3P2B .1s2p3P21s2p1D133331C. 1s2p P22s2p P2D.1s1s S12s2p P21s2p D1(22) 在鈹原子中，如果3D1,2,3對應(yīng)的三能級可以分辨，當(dāng)有

44、2s3d3D1,2,3到2s2p3P2,1,°的躍遷 中可產(chǎn)生幾條光譜線？A . 6B.3C.2D.933(23) 有狀態(tài)2p3d P > 2s3p P的躍遷：A.可產(chǎn)生9條譜線 B.可產(chǎn)生7條譜線C可產(chǎn)生6條譜線D.不能發(fā)生(24) Cl (Z=17)原子的電子組態(tài)是1s22s22p63p5，那么其原子態(tài)是：2424A. P1/2；B. P1/2 ； C. P3/2； D. P3/2(25) 原子處在多重性為 5, J的簡并度為7的狀態(tài),試確定軌道角動量的最大值:A.，6一 ； B. 、12一 ； C.，15一 ；D. . 30(26) 試確定D3/2譜項(xiàng)可能的多重性：A.1

45、 , 3, 5, 7；B.2 , 4, 6, 8 ；C. 3, 5, 7；D.2 , 4, 6.(27) 某系統(tǒng)中有三個電子分別處于s態(tài).p態(tài).d態(tài)，該系統(tǒng)可能有的光譜項(xiàng)個數(shù)是：A . 7；B.17 ；C.8 ；D.18(28) 鈣原子的能級應(yīng)該有幾重結(jié)構(gòu)？A .雙重；B.一、三重；C.二、四重；D.單重3簡答題(1) 簡要解釋以下概念：保里不相容原理、洪特定那么、朗德間隔定那么(2) L-S耦合的某原子的激發(fā)態(tài)電子組態(tài)是2p3p，可能形成哪些原子態(tài)？假設(shè)相應(yīng)的能級順序符合一般規(guī)律，應(yīng)如何排列？并畫出此原子由電子組態(tài)2p3p向2p3s可能產(chǎn)生的躍遷.(首都師大 1998 )(3) 寫出兩個同科

46、 p 電子形成的原子態(tài)，那一個能級最低？(4) 寫出兩個同科 d 電子形成的原子態(tài)，那一個能級最低？(5) 寫出 5 個同科 p 電子形成的原子態(tài)，那一個能級最低？(6) 寫出 4 個同科 p 電子形成的原子態(tài)，那一個能級最低？(7) 汞原子有兩個價電子，基態(tài)電子組態(tài)為6s6s假設(shè)其中一個電子被激發(fā)到7s態(tài)(中間有6p 態(tài))由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時有多少種可能的光譜躍遷？畫出能級躍遷圖.(8) 某系統(tǒng)由一個d電子和一個2P3/2原子構(gòu)成，求該系統(tǒng)可能的光譜項(xiàng)(9) 某系統(tǒng)由 spd 電子構(gòu)成 ，試寫出它的光譜項(xiàng) .(10) 碳原子的一個價電子被激發(fā)到3d態(tài),寫出該受激原子的電子組態(tài)以及它

47、們在LS耦合下形成的原子態(tài)；畫出對應(yīng)的能級圖并說明這些能級間能否發(fā)生電偶極躍遷？為什么？第六章磁場中的原子一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)-e -J( J+1) L(L+1) + S(S+ 1)1 原子有效磁矩j =-gPj , g = 1(會推導(dǎo))2m2J(J+1)2. 外磁場對原子的作用：(1) 拉莫爾進(jìn)動圓頻率(會推導(dǎo))：-.L =g2me(2) 原子受磁場作用的附加能量 ：.汨-.BrMjgBB附加光譜項(xiàng).TnMjg- M Jg, 邑：46.7Bm-14nmc4imc能級分裂圖(3) 史一蓋實(shí)驗(yàn)；原子束在非均勻磁場中的分裂s dB L j Mjg"B, (m為原子質(zhì)量)2m dz v(4) 塞曼

48、效應(yīng)：光譜線在外磁場中的分裂，機(jī)制是原子磁矩與外磁場的相互作用，使能 級進(jìn)一步的分裂所造成的塞曼效應(yīng)的意義 正常塞曼效應(yīng)：在磁場中原來的一條譜線分裂成3條,相鄰兩條譜線的波數(shù)相差一個洛倫茲單位1 1Cd6438 埃紅光 D2 > P1氦原子 66781埃1D2 >1P1 反常塞曼效應(yīng)：弱磁場下：Na黃光：D2線5890埃 論佗3/2 (1分為6) ;線5896埃 2P1/2r2S2 ( 1 分為 4)2 2Li ( D3/2 > P1/2)格羅春圖、相鄰兩條譜線的波數(shù)差、能級躍遷圖選擇定那么：Mj 二 一1(二 了0(二)；1(匚)垂直磁場、平行磁場觀察的譜線條數(shù)及偏振情況

49、帕邢一貝克效應(yīng)：強(qiáng)磁場中反常塞曼效應(yīng)變?yōu)檎Ｈ?yīng)''l JS B = Ml 2Ms%B，: L 2. ：MS , ：M S =0M L =0,_1 =0 - ,0, -(5) 順磁共振、物質(zhì)的磁性二、根本練習(xí)1. 楮書 P197一P198(11)2. 選擇題(1) 在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場方向觀察時將看到幾條譜線：A . 0;B.1 ;C.2;D.3(2) 正常塞曼效應(yīng)總是對應(yīng)三條譜線，是因?yàn)椋築.不同能級的郎德因子 g大小不同;A .每個能級在外磁場中劈裂成三個；C.每個能級在外場中劈裂后的間隔相同；D.因?yàn)橹挥腥N躍遷(3) B原子態(tài)2P2對應(yīng)的有效磁矩(g= 2/3)

50、是V32小占V2A.B ；B. B ； C.B ； D.B.3332在強(qiáng)外磁場中原子的附加能量L E除正比于B之外,同原子狀態(tài)有關(guān)的因子有:A.朗德因子和玻爾磁子B.磁量子數(shù)、朗德因子C.朗德因子、磁量子數(shù)Ml和MjD.磁量子數(shù) Ml和Ms塞曼效應(yīng)中觀測到的二和二成分，分別對應(yīng)的選擇定那么為：B. ：Mj =1(二)；1(二)；：M J =0時不D. lM L - _1二；=Ms = 0二A ; :M j ： 士 1(匚);0(二)出現(xiàn)；C. M j =0(二),.M j = 1(二)；(6) 原子在6G3/2狀態(tài)，其有效磁矩為：A.B. 0；C.D.假設(shè)原子處于1D2和2S1/2態(tài),試求它們

51、的朗德因子g值：A . 1 和 2/3 ；B.2 和 2/3 ；C.1 和 4/3;D.1 和 2(8) 由朗德因子公式當(dāng)L=S,J工0寸可得g值：A. 2；B.1 ；C.3/2 ；D.3/4(9) 由朗德因子公式當(dāng)L=0但SM0寸，可得g值：A. 1；B.1/2 ；C.3；D.2(10) 如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值：A.2/3 ；B.1/3 ；C.2；D.1/2(11) 某原子處于4D1/2態(tài),假設(shè)將其放于弱磁場中，那么能級分裂為：A . 2個； B.9個；C.不分裂；D.4個(12) 判斷處在弱磁場中，以下原子態(tài)的子能級數(shù)那一個是正確的：A.4D3/2分裂為2個；B.1P1

52、分裂為3個；C.2F5/2分裂為7個；D.1D2分裂為4個(13) 如果原子處于2P3/2態(tài)，將它置于弱外磁場中時，它對應(yīng)能級應(yīng)分裂為：A.3個B.2個 C.4個 D.5個(14) 態(tài)1D2的能級在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的弱磁場中分裂多少子能級？A.3個B.5個 C.2個 D.4個(15) 鈉黃光D2線對應(yīng)著32卩3/2 > 32S1/2態(tài)的躍遷，把鈉光源置于弱磁場中譜線將如何分 裂：A.3條B.6條 C.4條 D.8條(16) 堿金屬原子漫線系的第一條精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜線(2D3/2 >2P3/2)在磁場中發(fā)生塞曼效應(yīng)光譜線發(fā)生分裂，沿磁場方向拍攝到的光譜線條數(shù)為A.3條B.6條 C.4條 D.9條(17) 對鈉的D2線(2P3/2；?1/2)將其置于弱的外磁場中，其譜線的最大裂距厶max和最小裂距丄min各是A.2L 和 L/6;B.5/2L 和 1/2L;C.4/3L 和 2/3L;D.5/3L 和 1/3L518使窄的原子束按照施特恩一蓋拉赫的方法通過極不均勻的磁場，假設(shè)原子處于Fi態(tài)，試問原子束分裂成A. 不分裂B.3條C.5條D.7條19 1997北師大對于塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，以下哪種說法是正確的？A 實(shí)驗(yàn)中利用非均勻磁場觀察原子譜線的分裂情況；B. 實(shí)驗(yàn)中所觀察到原子譜線都是線偏振光；C. 但凡