原子物理学试题汇编汇总

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1、。 -可编辑修改 - 临沂师范学院物理系 原子物理学期末考试试题（A卷） 一、论述题 25 分，每小题 5 分） 1夫朗克赫兹实验的原理和结论。 1原理：加速电子与处于基态的汞原子发生碰撞非弹性碰撞，使 汞原子吸收电子转移的4.9eV 的能量跃迁到第一激发态。 处第一激发 态的汞原子返回基态时，发射2500埃的紫外光。（3 分） 结论：证明汞原子能量是量子化的，即证明玻尔理论是正确的。 （2 分） 2泡利不相容原理。 2 在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一个 量子态。 （5 分） 3X射线标识谱是如何产生的？ 3内壳层电子填充空位产生标识谱。 （5 分） 4什么是原子核的放射

2、性衰变？举例说明之。 4原子核自发地的发射射线的现象称放射性衰变， （4 分） 例子（略）（1 分） 5为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量？ 5 因为中等质量数的原子核的核子的平均结合能约为8.6MeV大于轻 核或重核的核子的平均结合能， 故轻核聚变及重核裂变时能放出巨大 。 -可编辑修改 - 能量。 （5 分） 二、 （20 分）写出钠原子基态的电子组态和原子态。如果价电子被激 发到 4s 态， 问向基态跃迁时可能会发出几条光谱线？试画出能级跃迁 图，并说明之。 二、 （20 分）（1） 钠原子基态的电子组态1s 22s22p63s； 原子基态为2S 1/2。 （5 分） （2）价电子被

3、激发到4s 态向基态跃迁时可发出4 条谱线。 （6 分） （3）依据跃迁选择定则10,j1,l（3 分） 能级跃迁图为（6 分） 三、 （15 分）对于电子组态3p4d，在 LS耦合时， （1）写出所有可能 的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这一电子组态一共分裂出多少个 能级？（ 3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？ 三、 （15 分） （1）可能的原子态为 1P 1， 1D 2， 1F 3； 3P 2， 1，0， 3D 3，2， 1， 3F 4， 3， 2。（7 分） （2）一共条 60 条能级。（5 分） （3）同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。（3 分） 4 2S 1

4、/2 3 2P 3/2 3 2P 1/2 3 2S 1/2 。 -可编辑修改 - 四、 （20 分）镉原子在 1D 2 1P 1的跃迁中产生的谱线波长为6438 埃。 当镉原子置于强度为2T的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线 塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃 迁图。 四、 （20 分）单重态之间的塞曼分裂为正常塞曼效应，相邻谱线之间 的波数差为一个洛仑兹单位B6 .46 1 2 （5 分） 则得 0 A39.0（5 分） 和 00 0 0 A6438.39A6437A6437.6， （5 分） 能级跃迁图为（ 5 分） 五、 （1） （10 分）用中子打击 F

5、19 9 产生O 9 ，并放出一个新粒子，写出 核反应方程式； 在实验室坐标系中， 这种核反应发生时中子必须有的 最小的能量是 4.1MeV ，试求反应能Q值（n 1 0 ：1.008665u， F 19 9 ： 18.998405 u ） 。 （2） （10 分）已知U 235 的核子的平均结合能为7.572 MeV ，Sn 117 及Sn 118 的核子的平均结合能为8.6MeV ，求U 235 裂变为两个 Sn核时放出多少 能量？平均一个核子释放多少能量？ 1D 2 1P 1 0 。 -可编辑修改 - 五、 （1） （10 分）HOFn 1 1 19 8 19 9 1 0 （5 分） M

6、eV89.3 10 0 min MM M EQ（5 分） （2） （10 分）一个U 235 共释放 241.6MeV能量。（5 分） 平均一个核子释放1.036MeV能量。（5 分） 临沂师范学院物理系 原子物理学期末考试试题（B卷） 一、论述题 25 分，每小题 5 分） 1玻尔理论的成功之处和局限性。 1玻尔理论成功之处：定态的概念，能量量子化，辐射频率法 则，氢原子光谱五个线系的形成，为量子力学的建立奠定了基础。（3 分） 局限性：没有脱离经典物理的框架， 量子化条件的引入没有严密 的数学证明，不能解释氢原子光谱的强度、宽度等，无法全面地描述 原子现象。（2 分） 2波函数及其物理意义

7、。 2 微观粒子状态用波函数tr ,描写，一般情况下波函数是复数。 （2 分） 波函数模的平方 2 ,tr表示t时刻在dzzzdyyydxxx,区 间单位体元内发现粒子的几率。 （3 分） 3泡利不相容原理。 3在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一 个量子态。（5 分） 。 -可编辑修改 - 4X射线标识谱是如何产生的？ 4内壳层电子填充空位产生标识谱。 （5 分） 5什么是原子核的放射性衰变？举例说明之。 5原子核自发地的发射、射线的现象称放射性衰变， （4 分） 例子（略）（1 分） 二、 （20 分）当处于基态的氢原子被12.3eV 光子激发后，被激发的 氢原子可能产生几

8、条谱线？求出相应谱线的频率（用玻尔理论， 不考 虑电子自旋） 三、 （15 分）钇原子基态为 2D，用这种原子进行史特恩盖拉赫实验 时，原子束分裂为 4 束，求原子基态总磁矩及其在外磁场方向上的投 影（结果用玻尔磁子表示） 四、 （20 分）镉原子在 1D 2 1P 1的跃迁中产生的谱线波长为6438 埃。 当镉原子置于强度为2T的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线 塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃 迁图。 五、 （1） （10 分）为进行 HOFn 1 1 19 8 19 9 1 0 的核反应，在验室坐标系中， 这种核反应发生时中子必须有的最小的能量是4.1Me

9、V ， 试求反应能Q 值（n 1 0 ：1.008665u， F 19 9 ：18.998405 u ） 。 （2） （10 分）已知U 235 的 核子的平均结合能为7.572 MeV，Sn 117 及Sn 118 的核子的平均结合能为 8.6MeV ，求U 235 裂变为两个 Sn核放出的能量及平均一个核子释放多 少能量？ 。 -可编辑修改 - 二、 （20 分）基态的氢原子被12.3eV 光子激发后，跃迁到3n的能 级。 （5 分） 被激发的氢原子可能产生3 条谱线，相应谱线的频率分别是 Hz1057.4Hz,1046.2Hz,10918.2 15 3 15 2 15 1 。 （15 分

10、） 三、 （15 分） （1）基态 2D的钇原子束在外磁场中分裂为 412 j束， 由此得 2 3 j，由 2D得 2 1 , 2 SL，求得 5 3 g。（5 分） （2） BJ e J P m e g 10 153 2 。（5 分） （3） B e JJz e Jz m e gMP m e g 10 9 , 10 3 , 10 3 , 10 9 22 。（5 分） 四、 （20 分）单重态之间的塞曼分裂为正常塞曼效应，相邻谱线之间 的波数差为一个洛仑兹单位B6 .46 1 2 （5 分） ；则得 0 A39.0 （5 分） 和 00 0 0 A6438.39A6437A6437.6，（5

11、分） 能级跃迁图为（ 5 分） 1D 2 1P 1 0 1 21 。 -可编辑修改 - 五、 （1） （10 分） HOFn 1 1 19 8 19 9 1 0 MeV89.3 10 0 min MM M EQ（10 分） （2） （10 分）一个U 235 共释放 241.6MeV能量。（5 分） 平均一个核子释放1.036MeV能量。（5 分） 原子物理学试题（A卷） 一、选择题（每小题3 分，共 30分） 1在同一粒子源和散射靶的条件下观察到粒子被散射在 90和 60角方向上单位立体角内的粒子数之比为： C A4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:8 2欲使处于激发态的氢原子发出H线，

12、则至少需提供多少能量 （eV ）? B A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4 3已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波 长为 3519埃，则 Li 原子的电离电势为： A A5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V 。 -可编辑修改 - 4试判断原子态： 1s1s 3S 1,1s2p 3P 2,1s2p 1D 1, 2s2p 3P 2中下列哪组 是完全存在的？ C A. 1s1s 3S 1 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 B .1s2p 3P 2 1s2p 1D 1 C. 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 D.1s1s 3S

13、1 2s2p 3P 2 1s2p 1D 1 5原子在 6G 3/2状态, 其有效磁矩为： B A B 3 15 ； B. 0； C. B 2 5 ； D. B 2 15 6氖原子的电子组态为1s 22s22p6, 根据壳层结构可以判断氖原子 基态为： C . ；. ； . ；. . 7原子发射伦琴射线标识谱的条件是：C . 原子外层电子被激发； . 原子外层电子被电离； . 原子内层电子被移走； . 原子中电子自旋轨道作用很强。 8设原子的两个价电子是p 电子和 d 电子, 在耦合下可能 的原子态有： C A.4 个 ； B.9个 ； C.12个 ； D.15个。 9发生 +衰变的条件是 D

14、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)2me 10既参与强相互作用， 又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子 只有： A A.强子; B.重子和规范粒子 ; C.介子和轻子 ; D.介子 。 -可编辑修改 - 和规范粒子 二、填空题（每题4 分，共 20 分） 1原子核式结构模型的提出是根据粒子散射实验中粒子的 _1大角散射 _ 。 2夫赫实验的结果表明 _2原子能量量子化 _ 。 3如果原子处于 2P 1/2态, 它的朗德因子 g 值为_ 2/3 _。 4 85 36K

15、r 样品的原子核数 N0在 18 年中衰变到原来数目的1/3, 再 过 18 年后幸存的原子核数为 _4N0/9 _。 5碳原子基态的电子组态和原子态分别是 _51s 22s22p23P 0 _ 。 三、 （10 分）用简要的语言叙述玻尔理论，并根据你的叙述导出氢原 子基态能量表达式。 四、 （15 分）已知：35.1 s, 86.0 p, 01.0 d, 求钠原子的电离电势 . 若不考虑精细结构，则钠原子自D3态向低能级跃迁时，可产 生几条谱线？是哪两个能级间的跃迁？各对应哪个线系的谱线？若 考虑精细结构，则如何？ 五、 （10 分）解释 Cd的 6438 埃的红光 ( 1D 2 1P 1)

16、 在外磁场中的正常 塞曼效应，并画出相应的能级图。 六、 （8 分）氦原子有两个价电子, 基态电子组态为 1s1s 若其中一个 电子被激发到 2p 态, 由此形成的激发态向低能级跃迁时有多少种可 。 -可编辑修改 - 能的光谱跃迁？画出能级跃迁图. 七、 （7 分）用粒子轰击 14 7N原子核，生成 17 8O原子核。试计算核反 应能和阈能。已知： 1 1H ：1.007825u, 4 2He：4.002603u, 14 7N： 14.003074u， 17 8O ：16.999133。 三、 （10 分）玻尔假设：定态假设、频率条件、轨道角动量量子化假 设 5分 氢原子基态的能量 2 4 2