原子物理學(xué)試題ABC

1、原子物理學(xué)試題(A 卷)一、選擇題(每小題 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內(nèi)的粒子數(shù)之比為：A.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，則至少需提供多少能量(eV) ?A.13.6B.12.09C.10.2D.3.43.已知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，貝 U Li原子的電離電勢(shì)為：A. 5.38VB.1.85VC.3.53VD.9.14V4.試判斷原子態(tài)：1s1s3Si,1s2p3P2,1s2p1Di, 2s2p3P2中下列哪組

2、是完全存在的？33331A. 1s1s S11s2p P22s2p P2B .1s2p P21s2p D133331C. 1s2p P22s2p P2D.1s1s S12s2p P21s2p D15. 原子在6G3/2狀態(tài)，其有效磁矩為：B. 0;6 .氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為：1313A.Pi；B.Si；C.So；D.Po.7 .原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：A原子外層電子被激發(fā)；B原子外層電子被電離；C原子內(nèi)層電子被移走；D原子中電子自旋一軌道作用很強(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：A.4 個(gè)；B

3、.9 個(gè)； C.12 個(gè)；D.15 個(gè)。9 .發(fā)生 B+衰變的條件是A.M(A,Z) M(A,Z -1) + me；B.M(A,Z) M(A,Z + 1) + 2me；C. M(A,Z) M(A,Z - 1);D. M(A,Z) M(A,Z - 1)+ 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.強(qiáng)子；B.重子和規(guī)范粒子；C.介子和輕子；D.介子和規(guī)范粒子、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)中口粒子的 _2 .夫一赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明 _。3 如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子 g 值為_。4.36Kr 樣品的原子核

4、數(shù) N)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_ 。5 .碳原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)分別是 _。三、(10 分)用簡(jiǎn)要的語(yǔ)言敘述玻爾理論，并根據(jù)你的敘述導(dǎo)出氫原子基態(tài)能量表達(dá)式。D.四、(15 分)已知：息=1.35,I =0.86,宀=0.01,求鈉原子的電離電勢(shì)若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自3D 態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可產(chǎn)生幾條譜線？是哪兩個(gè)能級(jí)間的躍遷？各對(duì)應(yīng)哪個(gè)線系的譜線？若考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則如何？五、 （10 分）解釋 Cd 的 6438 埃的紅光（1D21PI）在外磁場(chǎng)中的正常塞曼效應(yīng)，并畫出相應(yīng) 的能級(jí)圖。六、 （8 分）氦原子有兩個(gè)價(jià)電子，基態(tài)電子組態(tài)

5、為 1s1s 若其中一個(gè)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)有多少種可能的光譜躍遷？畫出能級(jí)躍遷圖七、 （7 分）用：.粒子轟擊147N 原子核，生成178O 原子核。試計(jì)算核反應(yīng)能和閾能。已知：1414171H : 1.007825U,2He: 4.002603u,7N: 14.003074U，80: 16.999133。原子物理學(xué)試題（A 卷）標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、選擇題（每小題 3 分，共 30 分）CBACBCCCDA二、 填空題（每題 4 分，共 20 分）22231 大角散射2 原子能量量子化 3. 2/34. No/9 5. 1s 2s 2pPo三、 （10 分

6、）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 分四、（15 分）已知：丄s=1.35，八p=0.86,為=0.01,鈉原子的電離電勢(shì)若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)， 則鈉原子自 3D 態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)躍遷選擇定則3 條譜線，其中主線系一條：=3S -3P；銳線系一條：=3P -4S;漫線系一條: =3P -3D，能級(jí)躍遷圖如下。5 分考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自 3D 態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)可發(fā)出7 條譜線。5 分依據(jù)躍遷選擇定則 月=_ 1,月=0, _1，能級(jí)躍遷圖如下。Rhe3_ .：s:5.14V厶1= _3D4S3Pr氫原子基態(tài)的能量不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)六、（8 分）氦原子有兩個(gè)價(jià)電子，基態(tài)

7、電子組態(tài)為 1s1s 若其中一個(gè)電子被激發(fā)到2p 態(tài)，由此七、（7分）用-：i 粒子轟擊1N原子核，生成1O原子核。1N+ ,HeTp +1?8O已知：iiH : 1.007825u,42He: 4.002603u,i47N: 14.003074u,178。： 16.999133。 核反應(yīng)能4 分Q h.i.MNM- MHMOC2=18.005677-18.006958c20.001281c2-1.18MeV核反應(yīng)閾能E閾二-QMNM-：i.181 1.53MeV3 分MN14原子物理學(xué)試題（B 卷）、選擇題（每小題 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A.絕

8、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)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位厶丄-二=46.6B，則得=0.39A丿K0 0 0和L = 6437.6 A，入0=6437 A，入+= 6438.39 A能級(jí)躍遷圖為（5分）（5 分）S0P0PiP2Si3基于德布羅意假設(shè)得出的公式=12.26?的適用條件是：A.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

9、于：A. 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LS耦合下可能的原子態(tài)有：A.4 個(gè) B.9 個(gè) C.12 個(gè) D.15 個(gè)6. 某原子處于4DI/2態(tài),若將其放于弱磁場(chǎng)中，則能級(jí)分裂為：A.2 個(gè)； B.9 個(gè)；C.不分裂；D.4 個(gè)7. 氬(Z=18)原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：A.1s22s22p63s23p6 1SoB.1s22s22p62p63d8 3PoC.1s22s22p63p8 1SoD. 1s22s22p63p43d2 2DI/2&

10、amp;原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：A.原子外層電子被激發(fā)B原子外層電子被電離C原子內(nèi)層電子被移走D.原子中電子自旋一軌道作用很強(qiáng)9.原子核平均結(jié)合能以中等核最大，其值大約為A.8.57.5MeVB.7.57.7MeVC.7.78.7MeVD.8.58.7MeV10. 發(fā)生衰變的條件是A.M(A,Z) M(A,Z 1) + meB.M(A,Z) M(A,Z + 1) + 2meC. M(A,Z) M(A,Z 1)D. M (A,Z) M(A,Z 1) + 2me二、簡(jiǎn)述題(每小題 2 分，共 20 分)1. 什么是電子？2. 波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋？3. 堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)

11、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. 何謂衰變常數(shù)、半衰期、平均壽命？5. 基本粒子按其相互作用可分為幾類？三、(15 分)不計(jì)電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場(chǎng)B的平面內(nèi)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)。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(shuō)明之。五、(15 分)鎘原子在1D21P1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。)19F六、(10

12、 分)用中子打擊9F產(chǎn)生90，并放出一個(gè)新粒子，寫出核反應(yīng)方程式；在實(shí)驗(yàn)室2 欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出H:.線，則至少需提供多少能量（eV） ?A.13.6B.12.09C.10.2D.3.4坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能Q值(；n:19F1.008665U,9: 18.998405 u )。原子物理學(xué)試題（B 卷）標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、 選擇題（每小題 3 分，共DBACCCACDD二、簡(jiǎn)述題（每小題 4 分，共1.從電子的屬性方面回答。30 分）2 波函數(shù)模的平方20 分）（4 分）2Wr ,t表示t時(shí)刻在x x dx, y y dy, z z

13、 dz區(qū)間單位體元內(nèi)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。、dN dt丁In 21八4.匸,T,。（ 4 分）N九亠5光子、輕子、強(qiáng)子（重子、介子）二、（15 分）（3分）能量E。（4 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2- mvevBrmvr = n ,（n =1,2/ ）聯(lián)立求得rn（2）（6分）r、速度為eB n ,n =1,2,m（1 ）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s;原子基態(tài)為4 條譜線。（3 分）三、（10 分）（2）價(jià)電子

14、被激發(fā)到 4s 態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)可發(fā)出（3）依據(jù)躍遷選擇定則=_ 1,.：j =0,_1能級(jí)躍遷圖為（4分）（2分）2S1/2。 （2分）（3分）四、（15 分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位厶1一=46.6B，則得:=0.39A（5分）0和= 6437.6 A ,0 00=6437 A ,，+= 6438.39 A（5分）能級(jí)躍遷圖為（5 分）11五、（10 分）0nFT1；。+1H（5分）QEminMMi二3.89MeV（5分）原子物理學(xué)試題（C 卷）一、選擇題（每小題 3 分，共 30 分）1.如果用相同動(dòng)能的質(zhì)子和氘核同金箔產(chǎn)生散射子半徑上限是用

15、氘核子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限的幾倍?，那么用質(zhì)子作為入射粒子測(cè)得的金原A.2B.1/2C.12 夫一赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：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(dòng)量量子化12 26 ?的適用條件是：V一切實(shí)物粒子，非相對(duì)論近似D.帶電的任何粒子，非相對(duì)論近似3基于德布羅意假設(shè)得出的公式D .4A.自由電子，非相對(duì)論近似C.被電場(chǎng)束縛的電子，相對(duì)論結(jié)果4 產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是：A.32P1/2T32S1/2,32P1/2T32S1/2C.32D3/2T32P1/2,32D3/2T32P3/25.泡利不相容原理說(shuō)：A. 自旋為整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中B. 自旋

16、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：A.0B.1C.27氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為:13A.P1B.S1&原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件疋：A.原子外層電子被激發(fā)B.原子外層電子被電離C.原子內(nèi)層電子被移走D.原子中電子自旋一軌道作用很強(qiáng)B.B.32Si/2f32p”2,32Si/2f32P3/2D.32D3/232Pi/2,32D3/2T32P3/2曰.曰.D.32 2 6CSo阜D.3Po09已知鈉原子核23Na

17、 基態(tài)的核自旋為 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)10.發(fā)生氏衰變的條件是D.M(A,Z) M(A,Z + 1) + 2me、簡(jiǎn)述題（每小題 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2 波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋？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保里不相容原理內(nèi)容是什么？5 基本粒子按其相互作用可分為幾類？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）三、（10 分）釔原子基態(tài)為2

18、D，用這種原子進(jìn)行史特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)時(shí)，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場(chǎng)方向上的投影（結(jié)果用玻爾磁子表示）四、（15 分）鎘原子在1D21P1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）已知235U的核子的平均結(jié)合能為7.572 MeV ,117Sn及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?原子物理學(xué)試題（C 卷）標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題（每小題 3 分，共 30 分）CBAADCCCAC二、簡(jiǎn)述題（每小題 4 分，共 20 分）1 玻爾理論成功之處：定態(tài)的概念，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個(gè)線 系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（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 分）22.波函數(shù)模的平方W（r,t）表示t時(shí)刻在x x + dx, y y + dy,z z + dz區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒