原子物理期末復(fù)習(xí)題

PAGEPAGE5原子物理期末復(fù)習(xí)題1(共100分)姓名:_________學(xué)號(hào):_________成績(jī):_________一．選擇題(共12題,共有36分)1.蓋革和馬斯登使能量為5MeV的粒子束垂直射至厚度為1m的金箔（Z=79），已知金箔的數(shù)密度為5.91022cm-3,他們測(cè)得散射角大于90°的概率為：A.10-2;B.10-4;C.10-6;D.10-10。2.盧瑟福由粒子散射實(shí)驗(yàn)得出原子核式結(jié)構(gòu)模型時(shí)，所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是：[D]A.普朗克能量子假設(shè);B.愛(ài)因斯坦的光量子假設(shè);C.狹義相對(duì)論;D.經(jīng)典理論。3.對(duì)氫原子,考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)之后,其賴曼系一般結(jié)構(gòu)的每一條譜線應(yīng)分裂為:[A]A.2條;B.3條;C.5條;D.不分裂。4.堿金屬原子能級(jí)的雙重結(jié)構(gòu)是由于下面的原因產(chǎn)生:[D]A.相對(duì)論效應(yīng);B.原子實(shí)極化;C.價(jià)電子的軌道貫穿;D.價(jià)電子自旋與軌道角動(dòng)量相互作用。5.某原子的兩個(gè)等效d電子組成原子態(tài)1G4、1D2、1S0、3F4,3,2和3P2,1,0A.1S0； B.1G4; C.3F2； D.3F6.某原子中三個(gè)未滿支殼層的電子分別處于s、p、d態(tài)，則該原子可能有的原子態(tài)數(shù)應(yīng)是：[C]A.7；B.8；C.17；D.18。7.由狀態(tài)2p3p3P到2s2p3P的輻射躍遷：[D]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。8.原子中軌道磁矩L和軌道角動(dòng)量L的關(guān)系應(yīng)為:[C]。9.原始的斯特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)是想證明軌道角動(dòng)量空間取向量子化,后來(lái)結(jié)果證明的是:[C]A.軌道角動(dòng)量空間取向量子化;B.自旋角動(dòng)量空間取向量子化;C.軌道和自旋角動(dòng)量空間取向量子化;D.角動(dòng)量空間取向量子化不成立。10.一強(qiáng)度為I的粒子束垂直射向一金箔，并為該金箔所散射。若=90°對(duì)應(yīng)的瞄準(zhǔn)距離為b，則這種能量的粒子與金核可能達(dá)到的最短距離為：[B]A.b;B.2b;C.4b;D.0.5b。11.在外磁場(chǎng)中的原子，若外磁場(chǎng)B可視為弱磁場(chǎng)，則：[A]A.和先耦合成再與B耦合;B.由于B弱使與不能耦合成;C.由于B弱,所以磁場(chǎng)對(duì)原子的作用總可忽略;D.與分別同B耦合,而后形成總附加能。12.堿金屬原子的能級(jí)與氫原子的相比較：[C]A.相同n，堿金屬的能級(jí)略高，隨著n和l值的增加，兩者差別減少；B.相同n，堿金屬的能級(jí)略低，隨著n和l值的增加，兩者差別增加；C.相同n，堿金屬的能級(jí)略低，隨著n和l值的增加，兩者差別減少；D.在不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)，兩者能級(jí)基本上重疊。二．填空題(共6題,共有30分)1.提出電子自旋概念的主要實(shí)驗(yàn)事實(shí)是—堿金屬原子的雙線結(jié)構(gòu)和_史特恩-蓋拉赫實(shí)驗(yàn)________________________________-。2.已知He原子1P11S0躍遷的光譜線在磁場(chǎng)中分裂為三條光譜線。若其波數(shù)間距為，則此磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。今測(cè)得，則B=1.0特斯拉。3.處于基態(tài)42S1/2的鉀原子在B=0.500T的弱磁場(chǎng)中，可分裂為2個(gè)能級(jí)，相鄰能級(jí)間隔為0.92710-23J或5.7910-5eV（三位有效數(shù)字）。4.二次電離的碳離子（C++）按其能級(jí)和光譜的特點(diǎn)，應(yīng)屬于類氦離子；其基態(tài)原子態(tài)是___（或）____________；由態(tài)向態(tài)躍遷可產(chǎn)生3條光譜線。5.在正電子與負(fù)電子形成的電子偶素中，正電子與負(fù)電子繞它們共同的質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)，在n=2的狀態(tài)，電子繞質(zhì)心的軌道半徑等于0.212nm。6.鉀原子的電離電勢(shì)是4.34V，其主線系最短波長(zhǎng)為2.86102nm。三．計(jì)算題(共4題,共有34分)1.為了將一次電離的氦離子激發(fā)到第二激發(fā)態(tài)，用一快速電子與氦離子相碰撞，試求電子的最小速度（設(shè)氦離子原先靜止并處于基態(tài)）。解：=RHehcZ2[1/121/32]=13.648/9=48.36eV(3分)當(dāng)Ek時(shí),其中Ek=meV2,能使He+激發(fā)到第二激發(fā)態(tài)(2分)Vmin=(2/me)1/2=(248.36/(0.511106))1/23108=4.13106ms-1(3分)2.畢克林系是在星球的He+光譜中發(fā)現(xiàn)的。它是當(dāng)He+中的電子從較高能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)發(fā)射的。(1)列出屬于這一線系的譜線的波長(zhǎng)的準(zhǔn)確公式；(2)求線系限的波長(zhǎng)；(3)這個(gè)線系在光譜的哪個(gè)區(qū)域？(4)若He+處于基態(tài)，求電離能。（計(jì)算時(shí)取RHehc=13.60eV）解:：(1)=RHeZ2(1/42-1/n2),n=5,6,7,...Z=2=4RHe(1/42-1/n2),n=5,6,7,...(2)=4RHe/42,=4hc/(RHehc)=41240/13.60=364.7nm(3)屬近紅外到可見(jiàn)光區(qū)。(4)=|E1|=RHehcZ2=13.6022=54.4eV3.給出電子態(tài)1s22s22p53p1在L-S耦合下形成的所有的原子態(tài)，并用相應(yīng)的原子態(tài)符號(hào)表示之。解：由于2p5與2p1互補(bǔ)，故1s22s22p5形成的譜項(xiàng)與1s22s22p1是相同的,所以題中的電子組態(tài)轉(zhuǎn)化為1s22s22p13p1。原子態(tài)由2p13p1決定，l1=l2=1,s1=s2=1/2,在L-S耦合下有：L＝2,1,0;S＝1,0;可形成的原子態(tài)為3S1,3P2,1,0,3D3,2,1，1S0，1P1，1D24.鈣原子（Z=20）基態(tài)的電子組態(tài)是4s4s，若其中一個(gè)電子被激發(fā)到5s態(tài)（中間有3d和4p態(tài)），當(dāng)它由4s5s組態(tài)向低能態(tài)直至基態(tài)躍遷時(shí)，可產(chǎn)生哪些光譜躍遷？畫出能級(jí)躍遷圖（鈣原子能級(jí)屬耦合，三重態(tài)為正常次序）。解:：可能的原子態(tài)：4s4s：1S0；4s3d：1D2、3D3,2,1；4s4p：1P1、3P2,1,0；4s5s：1S0、3S1。能級(jí)躍遷圖：常數(shù)表普朗克常數(shù)h=6.62610-34Js=4.13610-15eVs里德堡常數(shù)R=1.097107基本電荷e=1.60210-19C阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.0221023mol復(fù)合常數(shù)hc=1240eVnm玻耳茲曼常數(shù)k=1.38010-23JK-1=8.61710-5eVK-1電子質(zhì)量me=9.1110-31kg=0.511Mev/c2質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6710-27kg=938MeV/質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6710-27kg=938MeV/c2玻爾磁子B=9.27410-24JT-1=5.78810-5eVT玻爾半徑a0=0.52910-10m原子質(zhì)量單位u=1.6610-27kg=931MeV/復(fù)合常數(shù)=1.44eVnm原子物理期末復(fù)習(xí)題2一、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,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氘核子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限的幾倍？A.2B.1/2C.1D2．夫—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3．基于德布羅意假設(shè)得出的公式?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．產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是：A.32P1/2→32S1/2,32P1/2→32S1/2B.32S1/2→32P1/2,32S1/2→32P3/2C.32D3/2→32P1/2,32D3/2→32P3/2D.32D3/2→32P1/2,32D3/2→32P3/25．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.2D.37．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：Ａ.１Ｐ１Ｂ.３Ｓ１Ｃ.１Ｓ０Ｄ.３Ｐ０8．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―軌道作用很強(qiáng)9．已知鈉原子核23Na基態(tài)的核自旋為I=3/2,因此鈉原子基態(tài)32S1/2能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為A.2個(gè)B.4個(gè)C.3個(gè)D.5個(gè)10．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)－meC.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)D.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋2me二、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2D，用這種原子進(jìn)行史特恩—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）已知的核子的平均結(jié)合能為7.572MeV，及的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV，求裂變?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？原子物理期末復(fù)習(xí)題（2）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(méi)有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒(méi)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)模的平方表示時(shí)刻在區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（4分）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）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)。（4分）5．光子、輕子、強(qiáng)子（重子、介子）。（4分）二、（10分）基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，躍遷到的能級(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。（6分）三、（15分）（1）基態(tài)2D的釔原子束在外磁場(chǎng)中分裂為束，由此得，由2D得，求得。（5分）（2）。（5分）（3）。（5分）1D21P11D21P1五、（10分）一個(gè)共釋放241.6MeV能量。（5分）平均一個(gè)核子釋放1.036MeV能量。（5分）原子物理期末復(fù)習(xí)題3一、選擇題1.德布羅意假設(shè)可歸結(jié)為下列關(guān)系式：（A）A.E=h，p=;B.E=，P=;C.E=h，p=;D.E=，p=2.夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：(B)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3為了證實(shí)德布羅意假設(shè),戴維孫—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：BA.電子的波動(dòng)性和粒子性B.電子的波動(dòng)性C.電子的粒子性D.所有粒子具有二項(xiàng)性4．若鎂原子處于基態(tài),它的電子組態(tài)應(yīng)為：(C)A．2s2sB.2s2pC.3s3sD.3s3p5．下述哪一個(gè)說(shuō)法是不正確的?(B)A.核力具有飽和性;B.核力與電荷有關(guān);C.核力是短程力;D.核力是交換力.6．按泡利原理，主量子數(shù)n確定后可有多少個(gè)狀態(tài)？(D)A.n2;B.2(2+1);C.2j+1;D.2n27．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：（D）A.第一輔線系和基線系B.柏格曼系和第二輔線系C.主線系和第一輔線系D.第二輔線系和第一輔線系8．堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)形成的根本物理原因：（A）A.電子自旋的存在B.觀察儀器分辨率的提高C.選擇定則的提出D.軌道角動(dòng)量的量子化9．鈹（Be）原子若處于第一激發(fā)態(tài),則其電子組態(tài)：(D)A.2s2s；B.2s3p；C.1s2p;D.2s2p10如果是單電子原子中電子的軌道角動(dòng)量量子數(shù),則偶極距躍遷選擇定則為：（C）A.;B.或1;C.;D.11．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)12.氦原子由狀態(tài)1s2p3P2,1,0向1s2s3S1躍遷,可產(chǎn)生的譜線條數(shù)為：(C)A.0；B.2；C.3；D.113．設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是d電子和f電子,在L-S耦合下可能的原子態(tài)有：(D)A.9個(gè)；B.12個(gè)；C.15個(gè)；D.20個(gè)；14．原子發(fā)射X射線特征譜的條件是：(C)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―軌道作用很強(qiáng)15正常塞曼效應(yīng)總是對(duì)應(yīng)三條譜線，是因?yàn)椋篊A．每個(gè)能級(jí)在外磁場(chǎng)中劈裂成三個(gè)；B.不同能級(jí)的郎德因子g大小不同；C．每個(gè)能級(jí)在外場(chǎng)中劈裂后的間隔相同；D.因?yàn)橹挥腥N躍遷16.釷Th的半衰期近似為25天,如果將24克Th貯藏100天,則釷的數(shù)量將存留多少克?(A)A.1.5；B.3；C.617.如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值：(A)A.2/3；B.1/3；C.2；D.1/26．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：(C)Ａ.１Ｐ１；Ｂ.３Ｓ１；Ｃ.１Ｓ０；Ｄ.３Ｐ０.18．原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：(C)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―軌道作用很強(qiáng)。19．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（C）A.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20．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：（C）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21．氬（Ｚ＝18）原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：（A）Ａ.1s22s22p63s23p61S0Ｂ.1s22s22p6２p63d83P0Ｃ.1s22s22p63p81S0Ｄ.1s22s22p63p43d22D1/222．已知鈉原子核23Na,鈉原子基態(tài)32S1/2能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為(A)A.2個(gè)B.4個(gè)C.3個(gè)D.5個(gè)二．填空題1．在量子力學(xué)中波函數(shù)滿足的三個(gè)基本條件是指連續(xù)的、單值的、有限的。2．堿金屬原子能級(jí)比相應(yīng)的氫原子能級(jí)低主要是由于原子實(shí)的存在而發(fā)生的，包括兩種情況（1）原子實(shí)極化；（2）軌道的貫穿。3．根據(jù)泡利不相容原理，原子的3d次殼層一共可以容納10個(gè)電子。4．第一個(gè)人工核反應(yīng)是盧瑟福用粒子轟擊氮?dú)?，產(chǎn)生了另外一個(gè)原子核和質(zhì)子，其核反應(yīng)方程可寫為：。由于重核和輕核的結(jié)合能都低于中等核，因此一般獲得核能的方法是核聚變和核裂變。5．盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中有一個(gè)帶正電的原子核，核外散布著帶負(fù)電的電子。6．玻爾認(rèn)為原子內(nèi)部存在一系列離散的穩(wěn)定狀態(tài)——定態(tài)。電子在這些定態(tài)上運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)出或吸收能量，當(dāng)原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)時(shí)，輻射電磁波的頻率的是一定的，如果用E1和E2代表二定態(tài)的能量，電磁波的頻率ν滿足的關(guān)系是。玻爾還提出了角動(dòng)量量子化條件。后來(lái)夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了能級(jí)的存在。7．X射線譜是由兩部分構(gòu)成了，一種是連續(xù)譜，一種是標(biāo)識(shí)譜。前者是由于電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成輻射能，就有射線放出，稱為軔致輻射，后者是由原子的內(nèi)層電子受激發(fā)出的。描述X射線在晶體中衍射的布拉格公式是。8．第一個(gè)人工核反應(yīng)是盧瑟福用粒子轟擊氮?dú)?，產(chǎn)生了另外一個(gè)原子核和質(zhì)子，其核反應(yīng)方程可寫為：。由于重核和輕核的結(jié)合能都低于中等核，因此一般獲得核能的方法是核聚變和核裂變。9．碳原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)分別是_2P2P,_。10．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_大角散射_。11．夫—赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明_原子能量量子化_。三、計(jì)算題1．Na原子的基態(tài)項(xiàng)3S。當(dāng)把Na原子激發(fā)到4P態(tài)后，問(wèn)當(dāng)4P激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能產(chǎn)生哪些譜線（不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)）？畫出相應(yīng)的能級(jí)圖。2．原子的兩個(gè)電子處在2p3d電子組態(tài)。問(wèn)可能組成哪幾種原子態(tài)?用原子態(tài)的符號(hào)表示之。已知電子間是LS耦合。3．鋅原子（Z=30）的最外層電子有兩個(gè)，基態(tài)時(shí)的組態(tài)是4s4s。當(dāng)其中有一個(gè)被激發(fā)到5s態(tài)；試求出LS耦合情況下這種電子組態(tài)組成的原子狀態(tài)。畫出相應(yīng)的能級(jí)圖。并分析形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷發(fā)生幾種光譜躍遷？4．原子基態(tài)的兩個(gè)價(jià)電子都在軌道。若其中一個(gè)價(jià)電子被激發(fā)到軌道，而其價(jià)電子間相互作用屬于耦合。問(wèn)此時(shí)原子可能有哪些狀態(tài)？5．已知氦原子的一個(gè)電子被激發(fā)到2p軌道，而另一個(gè)電子還在1s軌道。試做出能級(jí)躍遷圖來(lái)說(shuō)明可能出現(xiàn)哪些光譜線躍遷？6．已知釩原子的基態(tài)是。（1）問(wèn)釩原子束在不均勻橫向磁場(chǎng)中將分裂為幾束？（2）求基態(tài)釩原子的有效磁矩。7．漫線系的一條譜線在弱磁場(chǎng)中將分裂成多少條譜線？試作出相應(yīng)的能級(jí)躍遷圖。8．原子的基態(tài)3S。已知其共振線波長(zhǎng)為5893，漫線系第一條的波長(zhǎng)為8193，基線系第一條的波長(zhǎng)為18459，主線系的系限波長(zhǎng)為2413。試求3S、3P、3D、4F各譜項(xiàng)的項(xiàng)值。9．氦原子光譜中波長(zhǎng)為及的兩條譜線，在磁場(chǎng)中發(fā)生塞曼效應(yīng)時(shí)應(yīng)分裂成幾條？分別作出能級(jí)躍遷圖。問(wèn)哪一個(gè)是正常塞曼效應(yīng)？哪個(gè)不是？為什么？10．的質(zhì)量分別是1.0078252和1.0086654質(zhì)量單位，算出中每個(gè)核子的平均結(jié)合能（1原子量單位=）。11、解釋Cd的6438埃的紅光(1D21P1)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。12、氦原子有兩個(gè)價(jià)電子,基態(tài)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.原子物理期末復(fù)習(xí)題4一、填空題（每小題3分，共21分）1．提出電子自旋概念的主要實(shí)驗(yàn)事實(shí)是_________________________________和_________________________________。2．已知He原子1P11S0躍遷的光譜線在磁場(chǎng)中分裂為三條光譜線。若其波數(shù)間距為，則此磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。今測(cè)得，則B=特斯拉。3．二次電離的碳離子（C++）按其能級(jí)和光譜的特點(diǎn)，應(yīng)屬于類離子；其基態(tài)原子態(tài)是_______________；由態(tài)向態(tài)躍遷可產(chǎn)生條光譜線。4．按照電子的殼層結(jié)構(gòu)，原子中相同的電子構(gòu)成一個(gè)殼層；同一殼層中相同的電子構(gòu)成一個(gè)支殼層。第一、三、五殼層分別用字母表示應(yīng)依次是、、。5．鉀原子的電離電勢(shì)是4.34V，其主線系最短波長(zhǎng)為nm。6．泡利不相容原理的內(nèi)容表示為：。7．衰變的表達(dá)式為：;衰變發(fā)生的條件為：。二、選擇題（每小題3分，共27分）1．堿金屬原子能級(jí)的雙重結(jié)構(gòu)是由于下面的原因產(chǎn)生：（）A.相對(duì)論效應(yīng);B.原子實(shí)極化;C.價(jià)電子的軌道貫穿;D.價(jià)電子自旋與軌道角動(dòng)量相互作用。2．對(duì)（Z=29）原子，失去一個(gè)殼層電子的原子能量比失去一個(gè)價(jià)電子的原子能量差不多大多少倍？（）A.100,000；B.100；C.1000；D.10,000。3．堿金屬光譜的主線系是電子在下列哪種躍遷下形成的？（）A．nS2P；B．nD2P；C．nF3D；D．nP2S。4．某原子的兩個(gè)等效d電子組成原子態(tài)1G4、1D2、1S0、3F4,3,2和3P2,1,態(tài)為：（）A.1S0； B.1G4; C.3F2； D.3F5．由狀態(tài)2p3p3P到2s2p3P的輻射躍遷：（）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。6．對(duì)氫原子,考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)之后,其賴曼系一般結(jié)構(gòu)的每一條譜線應(yīng)分裂為：（）A.2條;B.3條;C.5條;D.不分裂。7．盧瑟福由粒子散射實(shí)驗(yàn)得出原子核式結(jié)構(gòu)模型時(shí)，所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是：（）A.普朗克能量子假設(shè);B.愛(ài)因斯坦的光量子假設(shè);C.狹義相對(duì)論;D.經(jīng)典理論。8．原子中軌道磁矩L和軌道角動(dòng)量L的關(guān)系應(yīng)為：（）。9．He能譜中的兩套能級(jí)之間不能發(fā)生躍遷，是由于：（）A．耦合一般法則；B．L—S耦合躍遷選擇定則；C．J—J耦合躍遷選擇定則；D．He是惰性元素。三、計(jì)算題（第4題12分，其余每題10分，共52分）2．鈣原子（Z=20）基態(tài)的電子組態(tài)是4s4s，若其中一個(gè)電子被激發(fā)到5s態(tài)（中間有3d和4p態(tài)），當(dāng)它由4s5s組態(tài)向低能態(tài)直至基態(tài)躍遷時(shí)，可產(chǎn)生哪些光譜躍遷？畫出能級(jí)躍遷圖（鈣原子能級(jí)屬耦合，三重態(tài)為正常次序）。3．（1）動(dòng)能為6MeV的粒子被金核以散射，試求其瞄準(zhǔn)距離是多少？（2）求α粒子被金屬箔散射后，散射角大于的粒子數(shù)和散射角大于的粒子數(shù)之比。4．畢克林系是在星球的He+光譜中發(fā)現(xiàn)的。它是當(dāng)He+中的電子從較高能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)發(fā)射的。(1)列出屬于這一線系的譜線的波長(zhǎng)的準(zhǔn)確公式；(2)求線系限的波長(zhǎng)；(3)這個(gè)線系在光譜的哪個(gè)區(qū)域？(4)若He+處于基態(tài)，求電離能。（計(jì)算時(shí)取RHehc=13.60eV）原子物理期末復(fù)習(xí)題5一．填空題1.各種原子的半徑是不同的，但都具有相同的數(shù)量級(jí)，即。2.光譜從形狀來(lái)區(qū)別，可分為是分子所發(fā)出的、是原子所發(fā)的、是固體加熱所發(fā)的光譜。3.氫原子的光譜項(xiàng)T等于，它與原子的內(nèi)部能量E的關(guān)系是。4.氫原子的電子只能在一系列一定大小的、彼此分隔的軌道上運(yùn)動(dòng)；這樣的軌道我們說(shuō)是。表達(dá)這些物理量的各公式中的n稱為。5.基態(tài)氫原子的電離電勢(shì)是伏，第一激發(fā)電勢(shì)是伏。6.關(guān)于粒子散射的實(shí)驗(yàn)與理論充分證明了。7.氫原子光譜的譜線系有在紫外區(qū)和可見(jiàn)區(qū)的；和三個(gè)紅外區(qū)的。8.氫原子的電子只能在一系列一定大小的、彼此分隔的軌道上運(yùn)動(dòng)；這樣的軌道我們說(shuō)是。9.波長(zhǎng)為1的X光光子的動(dòng)量和能量各為，。10.經(jīng)過(guò)10000伏特電勢(shì)差加速的電子束的德布羅意波波長(zhǎng)為，用該電壓加速的質(zhì)子束，其德布羅意波波長(zhǎng)是。11.與實(shí)物粒子聯(lián)系著的波為，關(guān)系式為。12.根據(jù)玻恩德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋，體積中發(fā)現(xiàn)一個(gè)實(shí)物粒子的幾率表達(dá)式為；幾率密度為,粒子在整個(gè)空間各點(diǎn)出現(xiàn)的幾率總和等于。13.德布羅意波函數(shù)必須滿足的標(biāo)準(zhǔn)條件。14.同一個(gè)在jj耦合和LS耦合中形成的原子態(tài)的數(shù)目。15.從實(shí)驗(yàn)的分析，已經(jīng)知道堿金屬原子的能級(jí)都是的，足見(jiàn)電子自旋有個(gè)取向。16.堿金屬原子的光譜分為四個(gè)線系，即，，，。17.通過(guò)對(duì)堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的討論，可得到這樣一個(gè)結(jié)論：堿金屬原子的s能級(jí)是，其余所有p、d、f等能級(jí)都是。18.實(shí)驗(yàn)的觀察發(fā)現(xiàn)氦及周期系第二族的元素的光譜有相仿的結(jié)構(gòu)，它們都有套線系，即個(gè)主線系，個(gè)輔線系等。19.Be原子的原子序數(shù)Z=4，它的基態(tài)的電子組態(tài)是，它們?cè)贚S耦合下形成的原子態(tài)符號(hào)；它的第一激發(fā)態(tài)的電子組態(tài)是，它們?cè)贚S耦合下形成的原子態(tài)符號(hào)。20.塞曼效應(yīng)是在中原子的現(xiàn)象。21.塞曼躍遷的選擇定則是。22.n=4殼層的原子中具有相同的量子數(shù)的電子數(shù)為；具有相同的量子數(shù)的電子數(shù)為。23原子中能夠有下列量子數(shù)相同的最大電子分別是、、。（1）n、l、（2）n、l（3）、n24.n和l相同的電子稱為。25.通過(guò)、實(shí)驗(yàn)和等三方面的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子具有自旋。26.電子在原子中的狀態(tài)完全由個(gè)量子數(shù)決定，它們是。27.電子在原子中的分布遵從原理、原理。28.核力的主要性質(zhì)有、、和的幾方面。29.核的比結(jié)合能為8MeV/核子，在核子結(jié)合為核的過(guò)程中，質(zhì)量虧損為二．選擇題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.氫原子光譜賴曼系和巴耳末系的系線限波長(zhǎng)分別為A.R/4和R/9B.R和R/4C.4/R和9/RD.1/R和4/R3.原子半徑的數(shù)量級(jí)是A．10－10cm;B.10-8mC.10-104.氫原子賴曼系的線系限波數(shù)為R,則氫原子的電離電勢(shì)為A．3Rhc/4B.RhcC.3Rhc/4eD.Rhc/e5.根據(jù)玻爾理論,若將氫原子激發(fā)到n=5的狀態(tài),則A.可能出現(xiàn)10條譜線，分別屬四個(gè)線系B.可能出現(xiàn)9條譜線，分別屬3個(gè)線系C.可能出現(xiàn)11條譜線，分別屬5個(gè)線系D.可能出現(xiàn)1條譜線，屬賴曼系6.已知一對(duì)正負(fù)電子繞其共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)暫時(shí)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(shí)發(fā)射光譜線的波長(zhǎng)應(yīng)為A．3/8B.3/4C.8/（3）D.4/（3）7.由玻爾氫原子理論得出的第一玻爾半徑的數(shù)值是A.5.29mB.0.529×10-10mC.5.29×10-12m8.欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出線，則至少需提供的能量（eV）為A.13.6B.12.09C.10.2D.3.49.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A.-3.4eVB.+3.4eVC.+6.8eVD.-6.8eV10.根據(jù)玻爾理論可知，氦離子He+的第一軌道半徑是A．2B.4C./2D./411.單個(gè)f電子總角動(dòng)量量子數(shù)的可能值為A.j=3,2,1,0；B.j=±3；C.j=±7/2,±5/2;D.j=5/2,7/212.為了證實(shí)德布羅意假設(shè),戴維孫—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(dòng)性和粒子性B.電子的波動(dòng)性C.電子的粒子性D.所有粒子具有二項(xiàng)性13.夫蘭克—赫茲實(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14.德布羅意假設(shè)可歸結(jié)為下列關(guān)系式A.E=h，p=;B.E=，P=;C.E=h，p=;D.E=，p=15.單個(gè)d電子的總角動(dòng)量投影的可能值為A.2，3；B.3，4；C.，；D.3/2，5/2.16.鋰原子主線系的譜線在不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí),其波數(shù)公式的正確表達(dá)式應(yīng)為A.；B.;C．;D．17.德布羅意假設(shè)可歸結(jié)為下列關(guān)系式A.E=h，p=;B.E=，P=;C.E=h，p=;D.E=，p=18.堿金屬原子的光譜項(xiàng)為A.T=R/n2;B.T=Z2R/n2;C.T=R/n*2;D.T=RZ*2/n*219.鈉原子基項(xiàng)3S的量子改正數(shù)為1.37，試確定該原子的電離電勢(shì)A.0.514V;B.1.51V;C.5.12V;D.9.14V20.對(duì)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A.=22S1/2-n2P1/2=22S1/2-n2P3/2B.=22S1/2n2P3/2=22S1/2n2P1/2C.=n2P3/2-22S1/2=n2P1/2-22S3/2D.=n2P3/2n2P3/2=n2P1/2n21/221.鋰原子光譜由主線系.第一輔線系.第二輔線系及柏格曼系組成.這些譜線系中全部譜線在可見(jiàn)光區(qū)只有A.主線系；B.第一輔線系；C.第二輔線系；D.柏格曼系22.產(chǎn)生鈉的兩條黃譜線的躍遷是A.2P1/2→2S1/2，2P3/2→2S1/2;B.2S1/2→2P1/2，2S1/2→2P3/2;C.2D3/2→2P1/2，2D3/2→2P3/2;D.2D3/2→2P1/2，2D3/2→2P3/223.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.選擇定則的提出D.軌道角動(dòng)量的量子化24.堿金屬原子能級(jí)的雙重結(jié)構(gòu)是由于下列哪一項(xiàng)產(chǎn)生A.相對(duì)論效應(yīng)B.原子實(shí)的極化C.價(jià)電子的軌道貫穿D.價(jià)電子的自旋－軌道相互作用25.堿金屬原子的價(jià)電子處于n＝3,＝1的狀態(tài),其精細(xì)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)符號(hào)應(yīng)為A.32S1/2.32S3/2；B.3P1/2.3P3/2；C.32P1/2.32P3/2;D.32D3/2.32D5/226.氦原子有單態(tài)和三重態(tài)兩套能級(jí),從而它們產(chǎn)生的光譜特點(diǎn)是A.單能級(jí)各線系皆為單線,三重能級(jí)各線皆為三線；B.單重能級(jí)各線系皆為雙線,三重能級(jí)各線系皆為三線；C.單重能級(jí)各線系皆為單線,三重能級(jí)各線系皆為雙線；D.單重能級(jí)各線系皆為單線,三重能級(jí)各線系較為復(fù)雜,不一定是三線。27.下列原子狀態(tài)中哪一個(gè)是氦原子的基態(tài)A.1P1；B.3P1;C.3S1;D．1S0 ;28.氦原子由狀態(tài)1s2p3P2,1,0向1s2s3S1躍遷,可產(chǎn)生的譜線條數(shù)為A.0；B.2；C.3；D.129.氦原子有單態(tài)和三重態(tài),但1s1s3S1并不存在,其原因是A.因?yàn)樽孕秊?/2,1=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1s2s3S1;D.因?yàn)?s1s3S1和1s2s3S1是簡(jiǎn)并態(tài)30.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.9個(gè)；C.12個(gè)；D.15個(gè)；31.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.32.如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值A(chǔ).2/3；B.1/3；C.2；D.1/233.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．0；B.1；C.2；D.314.鈉黃光D2線對(duì)應(yīng)著32P3/232S1/2態(tài)的躍遷，把鈉光源置于弱磁場(chǎng)中譜線將如何分裂A.3條B.6條C.4條D.8條34.某堿金屬原子漫線系的第一條精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜線(2D3/22P3/2)在磁場(chǎng)中發(fā)生塞曼效應(yīng),光譜線發(fā)生分裂,沿磁場(chǎng)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35.正常塞曼效應(yīng)總是對(duì)應(yīng)三條譜線，是因?yàn)锳．每個(gè)能級(jí)在外磁場(chǎng)中劈裂成三個(gè)；B.不同能級(jí)的郎德因子g大小不同；C．每個(gè)能級(jí)在外場(chǎng)中劈裂后的間隔相同；D.因?yàn)橹挥腥N躍遷36.判斷處在弱磁場(chǎng)中,下列原子態(tài)的子能級(jí)數(shù)那一個(gè)是正確的A.4D3/2分裂為2個(gè)；B.1P1分裂為3個(gè)；C.2F5/2分裂為7個(gè)；D.1D37.按泡利原理，主量子數(shù)n確定后可有多少個(gè)狀態(tài)Ａ.n2;Ｂ.2(2+1);Ｃ.2j+1;Ｄ.2n238.當(dāng)主量子數(shù)n=1,2,3,4,5,6時(shí)，用字母表示殼層依次為A.ＫＬＭＯＮＰ；Ｂ.ＫＬＭＮＯＰ；Ｃ.ＫＬＭＯＰＮ；Ｄ.ＫＭＬＮＯＰ；39.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