原子物理學(xué)2010-2011-2-原子物理學(xué)A卷

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)A卷20102011學(xué)年第二學(xué)期原子物理學(xué)期末試卷答案 專業(yè)班級 姓 名 學(xué) 號 開課系室 物理與光電工程系 考試日期 2011年5月30日 頁 號12345 總分本頁滿分2222162218本頁得分閱卷人注意事項：1請在試卷反面寫草稿；請在試卷正面答題，認真讀題，沉著答卷，書寫清楚，保持整潔。2解題應(yīng)有具體分析、說明和數(shù)據(jù)帶入等過程，簡單抄公式或一步直接給出結(jié)果，不計分。3本試卷滿分100分，習(xí)題正文部分共5頁，附1頁重要常數(shù)和公式。4請勿撕開試卷本，否則作廢。5嚴肅

2、考試紀律，作弊者按零分處理。常數(shù)、重要公式普朗克常數(shù) h = 4.13610-15eVs 里德堡常數(shù)R = 1.097107m-1=(91.16nm)-1基本電荷 e = 1.602 10-19C 阿伏伽德羅常數(shù)NA= 6.0221023 mol-11eV折合溫度 11600K玻爾磁子B = 5.78810-5 eVT-1電子質(zhì)量 me = 0.511MeV/c2 原子質(zhì)量單位u = 931MeV/c2真空光速 c=3.0108m/s玻爾半徑 a0 = 0.0529nm氫原子基態(tài)能量E1=-13.6eV組合常數(shù)精細結(jié)構(gòu)常數(shù) 質(zhì)子和電子的靜止質(zhì)量比 庫侖散射公式：， （試卷中的分母可以省略不寫）

3、Rutherford散射截面：質(zhì)心系折合質(zhì)量：光子能量：光子動量：光子速度：氫光譜的Rydberg公式： 同位素移位：Bohr的躍遷條件：角動量量子化條件：De Broglie物質(zhì)波波長：Bragg衍射公式：Stern-Gerlach實驗最后原子沉積位置：朗德（Lande）因子：Compton散射公式： ， Einstein相對論關(guān)系式：特征X射線系的莫塞萊(Moseley)公式：，本頁滿分22分本頁得分1.（本題10分）計算下列粒子的德布羅意波長：（1）10MeV的光子；（2）動能為10MeV的電子；（3）動能為10MeV的質(zhì)子。2、（本題12分）用能量為0.662MeV的光子入射某材料。(

4、1)（5分）求散射光子的的最小能量和反沖電子的最大動能。(2)（7分）如圖中，證明反沖電子相對入射光子的反沖角與光子的散射角之間的關(guān)系式為。本頁滿分22分本頁得分3.（本題12分）當(dāng)一束能量為2.0 MeV的粒子垂直入射到厚度為10nm的硅（Si）薄膜上，已知Si的原子序數(shù)Z=14、質(zhì)量數(shù)A=28、密度=2.329g/cm3，探測器面積為4mm2，距離Si片約50cm，探測器沿120散射方向探測，假設(shè)每秒入射10萬個粒子，計算：1)Si靶的面密度（單位：原子/nm2）；2)探測器的立體角（單位：弧度）；3)120處的微分散射截面（單位：fm2）；4)探測器平均每秒紀錄到的粒子數(shù)。4.（本題10

5、分）（1）（5分）已知某元素X射線的特征線波長為0.1935nm，試確定該元素的原子序數(shù)Z。（2）（5分）用該X射線對某晶體進行衍射實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)出射方向相對入射方向的角度為60時，產(chǎn)生一級衍射極大，求該級衍射對應(yīng)的晶面族的面間距d（nm）。本頁滿分16分本頁得分5.（本題8分）根據(jù)玻爾的角動量量子化條件，計算氫原子的電子在第二玻爾軌道上的運動速度（單位：光速c）和能量（單位：eV）。6.（本題8分）已知一對正負電子繞其共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動會暫時形成類似于氫原子結(jié)構(gòu)的“電子偶素”。試計算“電子偶素”由第一激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷發(fā)射光譜的波長(單位：nm)。本頁滿分22分本頁得分7.（本題8分)已知釩原子的基態(tài)4F3/2，（1）問釩原子經(jīng)過不均勻橫向磁場后分裂為幾束？（2）求基態(tài)釩原子的磁矩J為多少倍的玻爾磁子。8.（本題6分)鈉原子的銳線系為雙線結(jié)構(gòu)，用原子態(tài)躍遷表示為：n3，n3，其中n為大于3的整數(shù)，請分析寫出漫線系原子態(tài)躍遷表達式。9.（本題8分）He原子發(fā)生1s3d1D21s2p1P1躍遷時產(chǎn)生的譜線波長為667.8nm，該譜線在強度為B=1T的磁場中分裂為幾條？頻率為多少？10.（本題18分）寫出磷（P，Z=15）、氯(Cl，Z=17)、氬（Ar，Z=18）最完整