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1、第一章第一章 原子的核式结构原子的核式结构 一、学习要点 1 原 子 的 质 量 和 大 小MA=(g), R10-10 m , A N A NA=6.0221023mol-1,1u=1.660565510-27kg 2原子核式结构模型 (1)汤姆孙原子模型 (2) 粒子散射实验：装置、结果、分析 (3)原子的核式结构模型 (4) 粒子散射理论： 库仑散射理论公式（会推导）： cot 4 2 2 00 2 Mv Ze b 卢瑟福散射公式： ， 2 sin ) Z () 4 1 ( 4 2 2 0 2 2 0 d Mv e dddsin2 实验验证:， 靶原子的摩尔质量 A NnMvt d dN
2、 ;) 2 1 ( ,Z, 2 sin 22 0 2 1 4 (4)微分散射面的物理意义、总截面 (5)原子核大小的估计 (会推导): 散射角 ：), 2 sin 1 1 ( Z2 4 1 2 0 2 0 Mv e rm 粒子正入射： ,10151014m 2 00 2 4 Z4 Mv e rm m r 1选择题：选择题： (1)原子半径的数量级是：C A1010cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m (2)原子核式结构模型的提出是根据 粒子散射实验中 C A. 绝大多数 粒子散射角接近 180 B. 粒子只偏 23 C. 以小角散射为主也存在大角散射 D. 以大角散射为
3、主也 存在小角散射 （3）进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明： D A. 原子不一定存在核式结构 B. 散射物太厚 C. 卢瑟福理论是错误的 D. 小角散射时一次散射理论 不成立 *(4)用相同能量的粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原 子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用粒子束所得结果的几 倍？ A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2 *(5)动能 EK=40keV 的 粒子对心接近 Pb(z=82)核而产生散射,则 最小距离为（m）： A.5.9 B.3.0 C.5.9 10-12 D.5.9 10-14 10 10 12 10 *(6)如果用相同动能的
4、质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子 作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得 的金原子半径上限的几倍？ A.2 B.1/2 C.1 D .4 *(7)在金箔引起的 粒子散射实验中,每 10000 个对准金箔的 粒 子中发现有 4 个粒子被散射到角度大于 5的范围内.若金箔的厚度增 加到 4 倍,那么被散射的 粒子会有多少？ A. 16 B.8 C.4 D.2 *(8）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： A4:1 B.:2 C.1:4 D.1:82 *（9）在粒子散射实验中,若把粒子换成质子,要想得到粒子 相
5、同的角分布,在散射物不变条件下则必须使： A.质子的速度与 粒子的相同 ； B质子的能量与 粒子的相 同； C质子的速度是 粒子的一半； D质子的能量是 粒子的一 半 2简答题：简答题： （1）简述卢瑟福原子有核模型的要点. （2）简述 粒子散射实验. 粒子大角散射的结果说明了什么？ （3）什么是微分散射截面？简述其物理意义. *（4）粒子在散射角很小时,发现卢瑟福公式与实验有显著偏离, 这 是什么原因? *（5）为什么说实验证实了卢瑟福公式的正确性,就是证实了原子 的核式结构? *（6）用较重的带负电的粒子代替粒子作散射实验会产生什么结 果?中性粒子代替粒子作同样的实验是否可行?为什么? （
6、7）在散射物质比较厚时,能否应用卢瑟福公式?为什么? （8）普朗光量子假说的基本内容是什么?与经典物理有何矛盾? （9）为什么说爱因斯坦的光量子假设是普朗克的能量子假设的发 展. （10）何谓绝对黑体?下述各物体是否是绝对黑体? (a)不辐射可见光的物体; (b)不辐射任何光线的物体; (c)不能反射可见光的物体;(d)不能反射任何光线的物体; (e)开有小孔空腔. *3计算题：计算题： （1）当一束能量为 4.8Mev 的 粒子垂直入射到厚度为 4.010-5cm 的金箔上时探测器沿 20方向上每秒记录到 2.0104个 粒子试求： 仅改变探测器安置方位,沿 60方向每秒可记录到多少个粒 子
7、？ 若粒子能量减少一半,则沿 20方向每秒可测得多少个粒 子？ 粒子能量仍为 4.8MeV,而将金箔换成厚度的铝箔,则沿 20方 向每秒可记录到多少个粒子?(金19.3g/cm3 铅27g /cm3；A金 179 ,A铝27,Z金79 Z铝13) (2)试证明:粒子散射中粒子与原子核对心碰撞时两者之间的最 小距离是散射角为 900时相对应的瞄准距离的两倍. (3)10Mev 的质子射到铜箔片上,已知铜的 Z=29, 试求质子散射角 为 900时的瞄准距离 b 和最接近于核的距离 rm. （4）动能为 5.0MeV 的粒子被金核散射，试问当瞄准距离分别 为 1fm 和 10fm 时，散射角各为多
8、大？ （5）假设金核半径为 7.0fm，试问 ：入设质子需要多大能量，才能在 对头碰撞时刚好到达金核表面？ （6）在粒子散射实验中，如果用银箔代替金箔，二者厚度相同， 那么在同样的偏转方向，同样的角度间隔内，散射的粒子数将减小 为原来的几分之几？银的密度为 10.6 公斤分米3，原子量为 108； 金 的密度为 19.3 公斤分米3,原子量 197。 （7）能量为 3.5MeV 的细粒子束，射到单位面积质量为 1.0510-2kgm2的银箔上，如题图所示。粒子与银箔表面成60角， 在离入射线成 20 的方向上，离银箔散射区距离 L0。12 米处 放一窗口面积为 6.010-5m2的计数器。测得
9、散射进此窗口的粒子是 全部入射粒子的百分之 29，若已知银原子量为 107.9，试求银的核 电核数 Z。 第二章第二章 玻尔氢原子理论玻尔氢原子理论 学习要点：学习要点： 1.氢原子光谱：线状谱、五个线系（记住名称、顺序）、广义巴尔末 公式、) 11 ( 22 nm R 光谱项、并合原则： 2 n R nT)()( nTmT 2.玻尔氢原子理论： (1)玻尔三条基本假设的实验基础和内容（记熟） (2)圆轨道理论（会推导）：氢原子中假设原子核静止，电子绕核作 匀速率圆周运动 ;； 0 2 2 0 0 2 0 2 2 2 0 A529, 0 4 , ZZ 4 em a n an em r ee n
10、 137 1 4 , ZZ 4 0 2 0 2 c e n c n e c e n ， .2.3 nhcT n hcR n em E e n 2 2 22 42 2 0 Z 2 Z ) 4 1 ( n (3)实验验证： （a）氢原子五个线系的形成 ) 11 (Z , )4( 2 22 2 32 0 42 nm R ch em R e 非量子化轨道跃迁 )( 2 1 2 n EEmvh 计 数器 窗 口 银 箔 L 2 00 6 00 *（b）夫赫实验：装置、.结果及分析；原子的电离电势、激发电势 3.类氢离子（,正电子偶素.原子等） Li,He (1) He+光谱:毕克林系的发现、波数公式、与
11、氢原子巴耳末系的 异同等 (2)理论处理 （会推导）：计及原子核的运动，电子和原子核绕共同 质心作匀速率圆周运动 , 正负电荷中心之距. e e mM mM Ze n rn 2 22 0 4 能量，里德伯常数变化 22 42 2 0 2 Z ) 4 1 ( n e En M m RR e A 1 1 重氢（氘）的发现 *4.椭圆轨道理论 索末菲量子化条件为整数 qq nhnpdq, ，a n n bn em a n em Enp e n , Z 4 , 2 Z ) 4 1 (, 2 2 2 0 22 42 2 0 nnn, 3 , 2 , 1;, 3 , 2 , 1 一定，一定，长半轴一定，有
12、 个短半轴，有 个椭圆轨道n n Enn （状态），即为 度简并 n En *5 空间量子化：(1)旧量子论中的三个量子数 n,的名称、mnn , 取值范围、物理量表达式、几何参量表达式 名 称取 值 物理量表 达式 几何参量 表达式 n n n (2)空间量子化（空间取向）、电子的轨道磁矩（旧量子论）、斯特 P 恩盖拉赫实验 6玻尔对应原理及玻尔理论的地位 1.选择题选择题: (1)若氢原子被激发到主量子数为 n 的能级,当产生能级跃迁时可 能发生的所有谱线总条数应为：B An-1 B .n(n-1)/2 C .n(n+1)/2 D .n (2)氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：
13、D A.R/4 和 R/9 B.R 和 R/4 C.4/R 和 9/R D.1/R 和 4/R (3)氢原子赖曼系的线系限波数为 R,则氢原子的电离电势为：B A3Rhc/4 B. Rhc C.3Rhc/4e D. Rhc/e (4)氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：A A13.6V 和 10.2V; B 13.6V 和-10.2V; C.13.6V 和 3.4V; D. 13.6V 和-3.4V (5)由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径的数值是：B 0 a A.5.29m B.0.52910-10m C. 5.2910-12m D.529 10 10 10-12m (6)根据玻尔理论
14、,若将氢原子激发到 n=5 的状态,则：A A.可能出现 10 条谱线，分别属四个线系 B.可能出现 9 条谱 线，分别属 3 个线系 C.可能出现 11 条谱线，分别属 5 个线系 D.可能出现 1 条谱 线，属赖曼系 (7)欲使处于激发态的氢原子发出线，则至少需提供多少能量 H （eV）? C A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4 (8)氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动,按照玻尔理论在 观测时间内最多能看到几条线？ B A.1 B.6 C.4 D.3 (9)氢原子光谱由莱曼、巴耳末、帕邢、布喇开系组成.为获得红 外波段原子发射光谱,则轰击基态氢原子的最小动能为: B
15、 A .0.66 eV B.12.09eV C.10.2eV D.12.57eV (10)用能量为 12.7eV 的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向 低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线（不考虑自旋）； A A3 B.10 C.1 D.4 *(11)有速度为 1.875的自由电子被一质子俘获,放出一个m/s106 光子而形成基态氢原子,则光子的频率（Hz）为: A3.3 10 ； B.2.4 10 ； C.5.7 10 ； D.2.1 10 15 15 15 . 16 (12)按照玻尔理论基态氢原子中电子绕核运动的线速度约为光 速的：C A.1/10 倍 B.1/100 倍 C .1/137 倍 D.1/237 倍 *(13)玻尔磁子为多少焦耳特斯拉？ B A0.927 B.0.927 C. 0.927 D .0.927 19 10 21 10 23 10 25 10 *（14）已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于 氢原子的结构的“正电子素”那么该“正电子素”由第一激发态跃迁时发 射光谱线的波长应为： A3 /8 B.3/4 C.8/3 D.4/3 R R R R *(15)象子（带有一个单位负电荷）通过物质时，有些在核附近 的轨道上将被俘获而形成原子，那么原子基态轨道半径与相应 的电子轨道半径之比为（子的质量为 m=206me） A
