原子物理75分范围

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1、第 1 页 共 9 页原子物理 75 分范围一、选择题（共 10 小题，每题 2 分，共计 20 分） 1、原子半径的数量级是：BA、cm1010-B.m1010-C.m108D.m13102、根据波尔理论，若将氢原子激发到 n=5 的状态，则：A A.可能出现 10 条谱线，分属 4 个线系 B.可能出现 9 个谱线，分属 3 个线系 C.可能出现 11 条谱线，分属 5 个线系 D.可能出现一条谱线，属莱曼系 3、碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生：A A.价电子自旋与轨道角动量相互作用B.原子实极化 C.价电子的轨道贯穿D.相对论效应 4、氦原子有单态和三重态两套能级，从而它们

2、产生的光谱特点是：D A.单能级各线系皆为单线，三重能级各线皆为三线 B.单能级各线系皆为单线，三重能级各线系皆为双线 C.单能级各线系皆为双线，三重能级各线系皆为三线 D.单能级各线系皆为单线，三重能级各线系较为复杂，不一定是三线5、原子中轨道磁矩 L和轨道角动量 L 的关系应为：BA.LmeL2e=B.LmeL2e=C.LmeLe=D.LmeLe=6、我们说可以用描写碱金属原子中价电子的量子数 n，l,j 来描写伦琴射线光谱对应的状 态，确切地说应该是描写：A A.内壳层具有空位的状态B.内壳层某个电子的状态 C.K 壳层电子的状态D.最外壳层价电子的状态 7、在 LS 耦合下，两个非同科

3、 p 电子能形成的原子态是：DA.D1,D3B.SPD131,C.DPDP3311,D.SSPPDD31313 ,1,8、镁原子（Z=12）处于基态时价电子的原子组态及基态原子应是：AA.013s3SsB.032s2PpC012s2Ss.D.0333Pps9、电子填充外层原子轨道是，先填 4s 轨道后填 3d 轨道，是由于：A A.n 内层电子对 4s 电子的屏蔽作用不如 3d 电子的屏蔽作用强 B.3d 电子的自旋-自旋作用比 4s 电子的强 C.3d 电子与核的库伦作用比 4s 电子的更强 D.两电子间的自旋轨道作用使 4s 能级低于 3d 能级 10、通过测量衰变的离子能谱，可得出正确的

4、结论：B A.为连续谱，最大值不确定，与核具有能级相矛盾 B.为连续谱，有确定的最大值，与核具有能级不矛盾 C.为连续谱，有确定的最大值，与核具有能级相同 D.为连续谱，没有确定的最大值，故仍可确定核能级。第 2 页 共 9 页11、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 180B.粒子只偏 23 C.以小角散射为主也存在大角散射D.以大角散射为主也存在小角散射 12、对氢原子，考虑精细结构之后，其莱曼系一般结构的每一条谱线应分裂为：B A. 3 条B. 2 条C.5 条.D.不分裂 13、碱金属光谱的主线系是由于电子在下列哪种跃迁下形成的？DA. nSP2

5、B.nDP2 C. nFD3D.nPS2 14、不能说明电子具有自旋的实验是哪个？B A.碱金属原子光谱的精细结构B.弗兰克-赫兹实验 C.史特恩-盖拉赫实验D.塞曼效应 15、单个 d 电子的总角动量摄影的可能值为：DA.2h，3hB.235h，215hC.3h，4hD.h3/2，h5/2 16、用电压 V 加速的高速电子与金属靶碰撞而产生 X 射线，若电子的电量为-e，光速为 c， 普朗克常量为 h,则所产生的 X 射线的短波限为：CA.eVhc/2B.eV/2hcC.hc/eVD2hc/eV17、若原子处于21D和2/12S状态，它们的朗德因子 g 的值分别为：DA.1 和 2/3B.

6、1 和 4/3C. 2 和 2/3D.1 和 2 18、将钠光灯置于某均匀磁场中，发现波长为 589.0nm 的谱线分裂为间距相等的三条谱线。 人们将这种现象称为：B A. 反常塞曼效应B.正常塞曼效应 C. 顺磁共振D.帕邢-巴克效应 19、X 射线的特征谱是由于什么原因产生的?B A.原子中价电子在不同能级间跃迁产生的 B.原子中内层电子的跃迁产生的 C.高速电子在靶上减速产生的 D.原子核在不同能级间跃迁产生的 20、卢瑟福由粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是 D A.普朗克能量子假设B.爱因斯坦的光量子假设 C. 狭义相对论D.经典理论 21、由壳层结构理论和洪德定

7、则可知，氯原子（Z=17）基态是的原子态应是： BA.2/12PB.2/32PC.2/12PD.3/24P22、碱金属原子的光谱项为：DA. T=R/2nB.T=22n/RZC.T=*/nRD.T=22/*nRZ23、氖原子的电子组态为62222s 1ps，根据壳层结构可以判断氖原子基态为： （ C ）A.11PB.13SC.01SD.3/24P第 3 页 共 9 页24、在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线： （ C ） A.0B.1C.2D.3 二、填空题（共 10 小题，每题 2 分，共计 20 分）1、氢原子莱曼线系的波数表达式为.3 , 2,1 11v 22= =nnRH

8、2、弗兰克-赫兹实验测定了使原子激发的“激发电势” ，从而证实了原子内部能量是_量子 化的_。3、单个 f 电子总角动量量子数的可能值为_27 25，_。4、在一个多重能级的结构中，例如3213 ，D三个能级的两个间隔之比等于_3:2_。5、根据泡利不相容原理，具有相同 n 和 l 的电子构成一个次壳层中可以容纳的最多电子数 是_2（2l+1）_。6、原子态25P的磁场中能级发生劈裂，则磁量子数 M 等于_2,1,0,-1,-2_。7、某原子 n=1 壳层，n=2 壳层和 3s 壳层都填满，3p 此壳层只缺一个电子，则该原子的原子 序数 Z=_17_。 8、X 射线谱由_标识谱、连续谱_两部分

9、构成。9、康普顿散射中射线波长的改变=_()cos1h0=cm_。10、原子核XA Z放射性衰变的方程可表示为_e4 24 2HXXX ZA Z+ _。11、公式v=1=R(22n1-l1)是描述氢原子光谱的_赖曼_线系。12、波尔理论的三个假设为_1、经典理论+定态条件_;2、频率条件：hvE=;3、角动量量子化().3 , 2 , 1L=nhn_。13、电子的自旋同自己的轨道运动的相互作用，比两电子间的自旋轨道运动相互作用强， 则 会形成_j-j_耦合。 14、 碱金属原子光谱的精细结构是由于电子的_自旋运动和轨道运动_相互作用， 导致碱金 属原子能级出现双层分裂（s 项除外）而引起的。

10、15、氦原子的激发态常常是其中一个电子被激发，另一个电子仍留在 1s 态，这种情况下，能级跃迁选择定则则要求L=_1_。 16、根据洪特定则，从同一电子组态形成的能级中，重数最高的，即 S 值最大的能级位置_ 最低_。17、原子处于3/22D状态，该原子磁矩的投影z的可能值为_6226-5555BBBB，_。18、X 射线的标示谱由_原子内层电子的跃迁_的确定。19、已知某原子的基态原子态符号位2/12D， 按照施特恩-盖拉赫的方法通过极不均匀的磁场原子束分裂成_2_束。 20、 衰变有三种情况， 一种是发射负电子。 另一种是放射正电子。 还有一种被称为 K 俘获。第 4 页 共 9 页21、

11、氦原子的能级有两套，一套是_单_重的，一套是_三_重的，从而产生的光谱应有_两_ 套。历史上曾认为有两种氦，对应于前者的称为仲氦，对应于后者的称_正_氦。 22、电荷数 Z 相同而质量数 A 不同的原子核，称为_同位素_。而 A 相同，Z 不同的核素称为 _同量异位素_。 23、氦原子的激发态常常是其中的一个电子被激发，另一个电子仍留在 1s 态，这种情况下，电偶级跃迁的选择定则则可简化为L=_1_。J=_0,_1。 三、简答题 1、简述原子光谱研究过程中，玻尔的氢原子理论的提出背景及基本内容或假设。 答：1、背景：一、经典理论无法解释原子光谱。二、光谱的实验资料和经验规律。三、以 实验为基础

12、的原子核式结构模型。四、以黑体辐射的事实发展出来的量子论。2、假设： 1、经典理论 +定态条件 ;2、频率条件：hvE=;3、角动量量子化().3 , 2 , 1L=nhn。2、在弗兰克赫兹实验中，什么粒子被用来碰撞原子？并简述实验现象和结论。 答：用电子碰撞原子。现象：当 KG 间电压由零逐渐增大时，A 极电流起初上升，当电压达 到 4.1 伏特时，电流突然下降，不久又上升到 9.0 伏特的电压时，电流又下降，然后电压又 上升到 13.9 伏特，电流又下降，这两个电流突然下降时电压相差都是 4.9 伏特。 结论：电子碰撞原子使后者从低能级激发到高能级，证明了能级的存在，原子内部能量的量 子化

13、。3、简述下列四种量子数：n,l,和slmm 和的名称、取值范围和代表含义。答：n：主量子数，1,2，3.代表电子运动区域的大小和它的总能量的主要部分。 l：轨道量子数，0,1,2.n-1 代表轨道的形状和轨道的角动量，也同电子的能量有 关。lm：轨道磁量子数，0，2,1 ，.，代表轨道在空间的可能取向。sm：自旋磁量子数，21，代表电子自旋的取向。4、只考虑两个价电子相互作用的情况，简述 LS 耦合模型。 答：两个电子自旋方向作用很强，两个轨道之间作用也很强，那么两个自旋运动结合成一个总的自旋运动SP， 两个自旋角动量 21,SSPP绕着自旋总角动量SP旋进， 同样两个轨道角动量21,LLP

14、P也合成轨道总角动量LP,然后轨道总角动量再和自旋总角动量合成总角动量JP，SLPP和再绕着JP旋进。5、简述史特恩-盖拉赫实验结果揭示的物理含义，说明原子束分裂的条数如何确定。 答：揭示了空间量子化的理论，原子在磁场中取向量子化。BgmVL dZdB mS221=,有几个 m 值就分裂成几条。N=2J+16、原子核发生衰变时，射线的能谱是连续的，这与原子核内部能量量子化的结论是否矛 盾，并解释原因？第 5 页 共 9 页不矛盾由于原子核在衰变过程中，不仅仅放出粒子，还放出一个不带电的中性粒子，它的质量几乎小得为 0.则在衰变过程中有两种极端的情况：当粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反，此时

15、衰变能EdE。当中微子与反冲核的动量大小相等，方向相反，粒子的动能为 0，所以在一般情况下，粒子的动能介子上述两种情况之间。故能谱是连续分布的。 四、计算题1、解释 Cd 的 6438 埃的红光(11 21PD)在外磁场中的正常塞曼效应， 并画出相应的能级图。答：12g1,1,0, 121,0, 1-2MM=由题意，得 ，M210-1-222gM210-1-211gM10-11122gMgM-1 -1 -1000111()L1 , 0 , 11= 所以三条谱线波数差为一个洛伦兹单位。第 6 页 共 9 页2、某原子基态的两个价电子都在 6s 轨道。若其中一个价电子被激发到 7s 轨道，而其价电 子间相互作用属于 jj 耦合。问此时该原子可能有哪些状态，并写出原子态？ 答：激发后的电子组态为:6p7s1212121212111,0,22311,222 3121.22 11j,10.22llSSjlslsjjjJjJ= +=或或j =和合成，合成，因此激发后可能有四种状态01, 1221 21 21 21 21 23 21 23，3、试计算氦原子光谱中波长为 7065A(03 1331PSSS)的谱线，在强磁场中发生塞曼效应时分裂为条数，并说明是否是正常塞曼