原子物理學試題ABC

1、原子物理學試題(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. 5.38VB.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)射倫琴射線標識譜的條件是：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。8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

3、.9 個； C.12 個；D.15 個。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)粒子散射實驗中口粒子的 _2 .夫一赫實驗的結(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)用簡要的語言敘述玻爾理論，并根據(jù)你的敘述導出氫原子基態(tài)能量表達式。D.四、(15 分)已知：息=1.35,I =0.86,宀=0.01,求鈉原子的電離電勢若不考慮精細結(jié)構(gòu)，則鈉原子自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？各對應哪個線系的譜線？若考慮精細結(jié)構(gòu)，則如何？五、 （10 分）解釋 Cd 的 6438 埃的紅光（1D21PI）在外磁場中的正常塞曼效應，并畫出相應 的能級圖。六、 （8 分）氦原子有兩個價電子，基態(tài)電子組態(tài)

5、為 1s1s 若其中一個電子被激發(fā)到 2p 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？畫出能級躍遷圖七、 （7 分）用：.粒子轟擊147N 原子核，生成178O 原子核。試計算核反應能和閾能。已知：1414171H : 1.007825U,2He: 4.002603u,7N: 14.003074U，80: 16.999133。原子物理學試題（A 卷）標準答案和評分標準、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,鈉原子的電離電勢若不考慮精細結(jié)構(gòu)， 則鈉原子自 3D 態(tài)向低能級躍遷時躍遷選擇定則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，能級躍遷圖如下。5 分考慮精細結(jié)構(gòu)，則鈉原子自 3D 態(tài)向低能級躍遷時可發(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)的能量不考慮精細結(jié)構(gòu)考慮精細結(jié)構(gòu)六、（8 分）氦原子有兩個價電子，基態(tài)

7、電子組態(tài)為 1s1s 若其中一個電子被激發(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。 核反應能4 分Q h.i.MNM- MHMOC2=18.005677-18.006958c20.001281c2-1.18MeV核反應閾能E閾二-QMNM-：i.181 1.53MeV3 分MN14原子物理學試題（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):粒子散射實驗中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，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個洛侖茲單位厶丄-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，非相對論近似B.一切實物粒子，非相對論近似C.被電場束縛的電子，相對論結(jié)果D.帶電的任何粒子，非相對論近似4氫原子光譜形成的精細結(jié)構(gòu)(不考慮藍姆移動)是由

9、于：A. 自旋軌道耦合B. 相對論修正和原子實極化、軌道貫穿C. 自旋-軌道耦合和相對論修正D. 原子實極化、軌道貫穿、自旋-軌道耦合和相對論修正5設(shè)原子的兩個價電子是p 電子和 d 電子，在LS耦合下可能的原子態(tài)有：A.4 個 B.9 個 C.12 個 D.15 個6. 某原子處于4DI/2態(tài),若將其放于弱磁場中，則能級分裂為：A.2 個； B.9 個；C.不分裂；D.4 個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)射倫琴射線標識譜的條件是：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、簡述題(每小題 2 分，共 20 分)1. 什么是電子？2. 波恩對波函數(shù)作出什么樣的解釋？3. 堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)

11、有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細能級的原 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)不計電子自旋當電子在垂直于均勻磁場B的平面內(nèi)運動時，試用玻爾理論求電子動態(tài)軌道半徑和能級。四、(10 分)寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價電子被激發(fā)到4s 態(tài)，問向基態(tài)躍遷時可能會發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級躍遷圖，并說明之。五、(15 分)鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438 埃。當鎘原子置于強度為2T 的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應的光譜躍遷圖。)19F六、(10

12、 分)用中子打擊9F產(chǎn)生90，并放出一個新粒子，寫出核反應方程式；在實驗室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坐標系中，這種核反應發(fā)生時中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應能Q值(；n:19F1.008665U,9: 18.998405 u )。原子物理學試題（B 卷）標準答案和評分標準一、 選擇題（每小題 3 分，共DBACCCACDD二、簡述題（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堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實的極化、價電子貫穿原子實。（2 分）。造成堿金屬原子精細能級的原因是價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、強子（重子、介子）二、（15 分）（3分）能量E。（4 分） 設(shè)電子在均勻磁場中作勻速率圓周運動的半徑為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）價電子

14、被激發(fā)到 4s 態(tài)向基態(tài)躍遷時可發(fā)出（3）依據(jù)躍遷選擇定則=_ 1,.：j =0,_1能級躍遷圖為（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，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個洛侖茲單位厶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）原子物理學試題（C 卷）一、選擇題（每小題 3 分，共 30 分）1.如果用相同動能的質(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)子作為入射粒子測得的金原A.2B.1/2C.12 夫一赫實驗的結(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.原子角動量量子化12 26 ?的適用條件是：V一切實物粒子，非相對論近似D.帶電的任何粒子，非相對論近似3基于德布羅意假設(shè)得出的公式D .4A.自由電子，非相對論近似C.被電場束縛的電子，相對論結(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：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在正常塞曼效應中，沿磁場方向觀察時將看到幾條譜線：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)射倫琴射線標識譜的條件疋：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能級的超精細結(jié)構(gòu)10.發(fā)生氏衰變的條件是D.M(A,Z) M(A,Z + 1) + 2me、簡述題（每小題 4 分，共 20 分）1 簡述玻爾對原子結(jié)構(gòu)的理論的貢獻和玻爾理論的地位與不足2 波恩對波函數(shù)作出什么樣的解釋？3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能級的原 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，用這種原子進行史特恩一蓋拉赫實驗時，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場方向上的投影（結(jié)果用玻爾磁子表示）四、（15 分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438 埃。當鎘原子置于強度為2T 的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長 差，并畫出相應的光譜躍遷圖。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€ Sn 核時放出多少能量？平均一個核子釋放多少能量?原子物理學試題（C 卷）標準答案和評分標準一、選擇題（每小題 3 分，共 30 分）CBAADCCCAC二、簡述題（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，氫原子光譜五個線 系的形成，為量子力學的建立奠定了基礎(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密的數(shù)學證明，不能解釋氫原子光譜的強度、寬度等，無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