原子物理復(fù)習(xí)題目

第一章原子的基本狀況一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1．原子的質(zhì)量和大小,R~10-10m,No=6.022×1023/mol2．原子核式結(jié)構(gòu)模型(1)原子的核式結(jié)構(gòu)模型(2)粒子散射理論：庫侖散射理論公式：(3)原子核大小的估計(jì)散射角：粒子正入射：,～10－15－10－14m二、基本練習(xí)1．選擇(1)原子半徑的數(shù)量級是：A．10－10cm;B.10-8mC.10-10(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(3)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.24一強(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：A.b;B.2b;C.4b;D.0.5b。2．簡答題（1）簡述盧瑟福原子有核模型的要點(diǎn).（2）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？第二章原子的能級和輻射一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1.氫原子光譜：線狀譜、4個(gè)線系（記住名稱、順序）、廣義巴爾末公式、光譜項(xiàng)、并合原則：2.玻爾氫原子理論：(1)玻爾三條基本假設(shè)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)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(dòng);；，＝１.2.3……(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：（a）氫原子4個(gè)線系的形成非量子化軌道躍遷（b）夫－赫實(shí)驗(yàn)：.結(jié)果及分析；原子的電離電勢、激發(fā)電勢3.類氫離子（,正電子偶素.原子等）(1)He+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：計(jì)及原子核的運(yùn)動(dòng)，電子和原子核繞共同質(zhì)心作勻速率圓周運(yùn)動(dòng),正負(fù)電荷中心之距.能量，里德伯常數(shù)變化4.橢圓軌道理論，一定，一定，長半軸一定，有個(gè)短半軸，有個(gè)橢圓軌道（狀態(tài)），即為度簡并。二、基本練習(xí)1．選擇題(1)若氫原子被激發(fā)到主量子數(shù)為n的能級,當(dāng)產(chǎn)生能級躍遷時(shí)可能發(fā)生的所有譜線總條數(shù)應(yīng)為：A．n-1B.n(n-1)/2C.n(n+1)/2D.n(2)氫原子賴曼系的線系限波數(shù)為R,則氫原子的電離電勢為：A．3Rhc/4B.RhcC.3Rhc/4eD.Rhc/e(3)欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出線，則至少需提供多少能量（eV）?A.13.6B.12.09C.10.2D.3.4(4)用能量為12.7eV的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子時(shí),受激氫原子向低能級躍遷時(shí)最多可能出現(xiàn)幾條光譜線（不考慮自旋）；A.3B.10C.1D.4（5）已知一對正負(fù)電子繞其共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)會暫時(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)射光譜線的波長應(yīng)為：A．3/8B.3/4C.8/3D.4/3(6)根據(jù)玻爾理論可知，氦離子He+的第一軌道半徑是：A．2B.4(7）在He+離子中基態(tài)電子的結(jié)合能是：A.27.2eVB.54.4eVC.19.77eVD.24.17eV(8)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9.圖表示從基態(tài)起汞原子可能的某些能級（以eV為單位），總能量為9eV的自由電子與處于基態(tài)的汞原子碰撞，碰撞之后電子所具有的能量（以eV為單位）可能值是什么？（允許忽略汞原子動(dòng)量的變化）。A.0.2,1.4,4.1；B.2.3,3.5,4.1；C.0.2,2.3,4.1；D.1.4,0.2,3.5。3．簡答題（1）用簡要的語言敘述玻爾理論，并根據(jù)你的敘述導(dǎo)出氫原子基態(tài)能量表達(dá)式.（2）解釋下列概念：光譜項(xiàng)、定態(tài)、簡并、電子的軌道磁矩、對應(yīng)原理.4．計(jì)算題1正電子與電子相遇可形成一類氫結(jié)構(gòu)的電子偶素。已知正電子與電子的質(zhì)量相等，電量相等但符號相反。假設(shè)玻爾的氫原子理論對電子偶素適用，試計(jì)算其基態(tài)的能量與第一玻爾軌道半徑（略去體系的整體運(yùn)動(dòng)）。,．楮書P76--77(2)(5)(7)第三章量子力學(xué)初步一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1．德布羅意假設(shè)：,2．測不準(zhǔn)關(guān)系：,；3量子力學(xué)對氫原子的處理軌道角動(dòng)量，稱為軌道角量子數(shù)，軌道角量子數(shù)=01234…電子態(tài)…原子態(tài)…能量，＝１.2.3……軌道投影角動(dòng)量，稱軌道磁量子數(shù)，表征軌道角動(dòng)量對外場方向的取向第四章堿金屬原子和電子自旋一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.堿金屬原子光譜和能級(1)四個(gè)線系:主線系、第一輔線系（漫）、第二輔線系（銳）、柏格曼系（基）共振線、線系限波數(shù)、波數(shù)表達(dá)式(2)光譜項(xiàng);(3)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.選擇定則(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(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)與內(nèi)容：電子除具有質(zhì)量、電荷外，還具有自旋角動(dòng)量稱自旋角量子數(shù)）和自旋磁矩.自旋投影角動(dòng)量稱自旋磁量子數(shù)(2)單電子角動(dòng)量耦合：總角動(dòng)量，稱總角量子數(shù)；總角動(dòng)量的投影角動(dòng)量，稱總磁量子數(shù)(3)描述一個(gè)電子的量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)：強(qiáng)場：；弱場：原子態(tài)（光譜項(xiàng)）符號態(tài)不分裂，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—軌道的相互作用(2)選擇定則：,二.基本練習(xí)：1.選擇題：（1）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=5/2,7/2（2）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．（3）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*2（4）鋰原子從3P態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí),產(chǎn)生多少條被選擇定則允許的譜線（不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)）?A.一條B.三條C.四條D.六條(5)堿金屬原子能級的雙重結(jié)構(gòu)是由于下列哪一項(xiàng)產(chǎn)生：A.相對論效應(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（6）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(7）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：A.;B.或±1;C.;D.(8）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)符號應(yīng)為：A.32S1/2.32S3/2；B.3P1/2.3P3/2；C.32P1/2.32P3/2;D.32D3/2.32D5/2(9）下列哪種原子狀態(tài)在堿金屬原子中是不存在的：A.12S1/2;B.22S1/2;C.32P1/2;D.32S1/2.32D5/2（10）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3．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？為什么態(tài)不分裂，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？（4）在強(qiáng)磁場下描述一個(gè)電子的一個(gè)量子態(tài)一般需哪四個(gè)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？試回答上面的問題.6.考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，形成鋰原子第二輔線系譜線的躍遷過程用原子態(tài)符號表示應(yīng)為.第五章多電子原子一、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.重點(diǎn)掌握L－S耦合3.洪特定則、朗德間隔定則、泡利不相容原理；4.兩個(gè)價(jià)電子原子的電偶極輻射躍遷選擇定則；5.普用選擇定則（電子組態(tài)的躍遷選擇定則，又稱宇稱躍遷選擇定則，或拉波特定則；L-S耦合選擇定則等）二、基本練習(xí)選擇題(1)關(guān)于氦原子光譜下列說法錯(cuò)誤的是：A.第一激發(fā)態(tài)不能自發(fā)的躍遷到基態(tài)；B.1s2p3P2,1,0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(2)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.1(3)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 ;(4)氦原子的電子組態(tài)為n1pn2s,則可能的原子態(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)；B.為n1pn2s3D2,1,0和n1pn2s1D1；C.由于違背泡利原理只存單態(tài)不存在三重態(tài)；D.為n1pn2s3P2,1,0和n1pn2s1P1.(5)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=1/21;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是簡并態(tài)(6)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.(7)若某原子的兩個(gè)價(jià)電子處于2s2p組態(tài),利用L－S耦合可得到其原子態(tài)的個(gè)數(shù)是：A.1；B.3;C.4;D.6.(8)一個(gè)p電子與一個(gè)

s電子在L－S耦合下可能有原子態(tài)為：A.3P0,1,2,3S1;B.3P0,1,2,1S0;C.1P1,3P0,1,2;D.3S1,1P1(9)鈹（Be）原子若處于第一激發(fā)態(tài),則其電子組態(tài)：A.2s2s；B.2s3p；C.1s2p;D.2s2p(10)今有電子組態(tài)1s2p,1s1p,2d3p,3p3s,試判斷下列哪些電子組態(tài)是完全存在的:A.1s2p,1s1pB.1s2p,2d3pC,2d3p,2p3sD.1s2p,2p3s(11)判斷下列各譜項(xiàng)中那個(gè)譜項(xiàng)不可能存在:A.3F2;B.4P5/2;C.2F7/2(12)有狀態(tài)2p3d3P?2s3p3P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3．簡答題（1）簡要解釋下列概念：保里不相容原理、洪特定則、朗德間隔定則.1.褚書P168－169習(xí)題1..3..第六章在磁場中的原子一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1．原子有效磁矩,2．外磁場對原子的作用：原子受磁場作用的附加能量:附加光譜項(xiàng)能級分裂圖（3）史—蓋實(shí)驗(yàn)；原子束在非均勻磁場中的分裂對非均勻磁場:,原子除受力矩作用外,還受到力的作用,而改變運(yùn)動(dòng)路徑.,（m為原子質(zhì)量）（4）塞曼效應(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①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(gè)洛倫茲單位Cd6438埃紅光1D2?1P1②反常塞曼效應(yīng)：弱磁場下：Na黃光：D2線5890埃2P3/2?2S1/2（1分為6）；D1線5896埃2P1/2?2S1/2（1分為4）格羅春圖、相鄰兩條譜線的波數(shù)差、能級躍遷圖選擇定則垂直磁場、平行磁場觀察的譜線條數(shù)及偏振情況二、基本練習(xí)選擇題（1）在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場方向觀察時(shí)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)椋篈．每個(gè)能級在外磁場中劈裂成三個(gè)；B.不同能級的郎德因子g大小不同；C．每個(gè)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)2P1/2對應(yīng)的有效磁矩（g＝2／3）是A.；B.；C.；D..(4)塞曼效應(yīng)中觀測到的和成分,分別對應(yīng)的選擇定則為：A；B.;時(shí)不出現(xiàn)；C.，；D.（5）由朗德因子公式當(dāng)L=S,J≠0時(shí),可得g值：A．2；B.1；C.3/2；D.3/4（6）某原子處于4D1/2態(tài),若將其放于弱磁場中,則能級分裂為：A．2個(gè)；B.9個(gè)；C.不分裂；D.4個(gè)(7)使窄的原子束按照施特恩—蓋拉赫的方法通過極不均勻的磁場，若原子處于5F1A.不分裂B.3條C.5條D.7條1．楮書P197①2⑧第七章原子的殼層結(jié)構(gòu)一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1．元素周期律：元素周期表，玻爾解釋.2．原子的電子殼層：主殼層：KＬＭＮOPQ次殼層（課本表72頁）、次支殼層電子填充殼層的原則：包里不相容原理、能量最小原理3．原子基態(tài)的電子組態(tài)（Z=1----20）二、基本練習(xí)選擇題（1）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；（2）在原子殼層結(jié)構(gòu)中，當(dāng)l＝０，１，２，３,…時(shí)，如果用符號表示各次殼層，依次用下列字母表示：Ａ.ｓ,ｐ,ｄ,ｇ,ｆ,ｈ．．．．Ｂ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｈ,ｇ．．．Ｃ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｇ,ｈ．．．Ｄ.ｓ,ｐ,ｄ,ｈ,ｆ,ｇ．．．（3）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.2n2(4)某個(gè)中性原子的電子組態(tài)是1s22s22p63s3p,此原子是：Ａ.處于激發(fā)態(tài)的堿金屬原子；Ｂ.處于基態(tài)的堿金屬原子；Ｃ.處于基態(tài)的堿土金屬原子；Ｄ.處于激發(fā)態(tài)的堿土金屬原子；(5)氬（Ｚ＝１８）原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：Ａ.1s22s22p63p８1S0;Ｂ.1s22s22p6２p63d83P0Ｃ.1s22s22p63p61S0;Ｄ.1s22s22p63p43d22D1/22．簡答題（4）解釋下列概念：能量最小原理、莫色萊定律.第八章X射線一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)１．x射線的產(chǎn)生與性質(zhì)２．x射線的連續(xù)譜３．x射線的標(biāo)識譜、莫色勒定律；４．x射線的吸收、吸收限；二、基本練習(xí)選擇題：（１）倫琴連續(xù)光譜有一個(gè)短波限lmin，它與：Ａ.對陰極材料有關(guān)；Ｂ.對陰極材料和入射電子能量有關(guān)；Ｃ.對陰極材料無關(guān)，與入射電子能量有關(guān)；Ｄ.對陰極材料和入射電子能量無關(guān).（２）原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)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―軌道作用很強(qiáng).（３）各種元素的倫琴線狀譜有如下特點(diǎn)：Ａ.與對陰極材料無關(guān)，有相仿結(jié)構(gòu)，形成譜線系；Ｂ.與對陰極材料無關(guān)，無相仿結(jié)構(gòu)，形成譜線系；Ｃ.與對陰極材料有關(guān)，無相仿結(jié)構(gòu)，形成譜線系；Ｄ.與對陰極材料有關(guān)，有相仿結(jié)構(gòu)，形成譜線系.（4）.我們說可以用描寫堿金屬原子中價(jià)電子的量子數(shù)來描寫倫琴線光譜對應(yīng)的狀態(tài)，確切地說應(yīng)該是描寫：A.內(nèi)殼層具有空位的狀態(tài)；B.內(nèi)殼層某個(gè)電子的狀態(tài)；C.最外殼層價(jià)電子的狀態(tài)；D.殼層電子的狀態(tài)。３.簡答與計(jì)算（1）簡述X射線連續(xù)譜的特點(diǎn)、產(chǎn)生機(jī)制.什么是軔致輻射？（2）簡述X射線標(biāo)識譜的特點(diǎn)、產(chǎn)生機(jī)制.寫出K線系的莫色萊定律.3）.在X射線吸收多重光譜中K系帶是_幾重的，L系帶是_幾重的，而M系帶則是幾重的。4.）當(dāng)X射線管所加的高壓為1萬伏時(shí)，測得X射線連續(xù)譜的最短波長為，若已知其它物理常數(shù)，試求普朗克常數(shù)h。、X射線短波限與外加電壓的關(guān)系為：第十章原子核一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)１．原子核的基本性質(zhì)（１）質(zhì)量數(shù)Ａ和電荷數(shù)Ｚ；（２）核由Ａ個(gè)核子組成，其中Ｚ個(gè)質(zhì)子（p）和N=Ａ－Ｚ個(gè)中子（n）；（３）原子核的大小:Ｒ＝r0A1/3,r0?(1.1~1.3)′10-15m(4)原子核的結(jié)合能、平均結(jié)合能、平均結(jié)合能曲線E=[Zmp+(A-Z)mn-MN]c2=[ZMH+(A-Z)mn-MA]c2，1uc2=931.5MeV，2.核的放射性衰變：（1）a、b、g射線的性質(zhì)（2）指數(shù)衰變規(guī)律：，，，放射性強(qiáng)度：（3）a衰變（位移定律、衰變能、條件、機(jī)制、推知核能級）（4）b衰變：b能譜與中微子理論，；b-衰變、b+衰變、軌道電子俘獲（EC）（K俘獲）（位移定則，衰變能，實(shí)質(zhì)，條件，核能級等）（5）g衰變：g躍遷、內(nèi)轉(zhuǎn)換；3．核反應(yīng)（1）歷史上幾個(gè)著名核反應(yīng)（2）守恒定律（3）核反應(yīng)能及核反應(yīng)閾能及其計(jì)算二、基本練習(xí)選擇題：(1)原子核可近似看成一個(gè)球形，其半徑R可用下述公式來描述：A.R＝r0A1/3B.R＝r0A2/3C.R＝D.(2氘核每個(gè)核子的平均結(jié)合能為1.11MeV,氦核每個(gè)核子的平均結(jié)合能為7.07Me