《【2017年整理】原子物理学试题汇编(最新)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】原子物理学试题汇编(最新)（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、11部分高校原子物理学试题汇编试 卷 (聊 师)一、选择题1.分别用MeV 的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：.1/4; .1/2; .; .2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为：A.4; B.6; C.10; D.12.3.根据玻尔索末菲理论，n=4 时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为：A.1； B.2; C.3; D.4.4.f 电子的总角动量量子数 j 可能取值为：A.1/2，3/2; B.3/2，5/2; C.5/2，7/2; D.7/2，9/2.5.碳原子（C，Z6）的基态谱项为A.3P
2、O;B. 3P2;C. 3S1; D. 1SO.6.测定原子核电荷数 Z 的较精确的方法是利用A. 粒子散射实验; B. x 射线标识谱的莫塞莱定律;C.史特恩盖拉赫实验； D.磁谱仪.7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（K）A.107; B.105; C.1011; D.1015.8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？A.中子； B.中微子； C.光子； D. 粒子9.在（1） 粒子散射实验， （2）弗兰克赫兹实验， （3）史特恩盖拉实验， （4）反常塞曼效应中，证实电子存在自旋的有：A.（1） ， （2）; B.（3）,（ 4）; C.（2）,（4）; D.（1）,（3）
3、.10.论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数 的简并消除. 论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子l光谱精细结构. 下面判断正确的是：A.论述甲正确，论述乙错误;B.论述甲错误，论述乙正确;C.论述甲，乙都正确，二者无联系；D.论述甲，乙都正确，二者有联系 .二、填充题（每空 2 分，共 20 分）1氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（ ）.2两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的（ ）倍.3被电压 100 伏加速的电子的德布罗意波长为（ ）埃.4钠 D1 线是由跃迁（ ）产生的.5工作电压为 50
4、kV 的 X 光机发出的 X 射线的连续谱最短波长为（ ）埃.6处于 4D3/2 态的原子的朗德因子 g 等于（ ）.7双原子分子固有振动频率为 f，则其振动能级间隔为（ ）.8Co 原子基态谱项为 4F9/2，测得 Co 原子基态中包含 8 个超精细结构成分，则 Co 核自旋I=（ ）.9母核 AZX 衰变为子核 Y 的电子俘获过程表示（ ） 。2210按相互作用分类，粒子属于（ ）类.三、问答题（共 10 分）1.（4 分）玻尔氢原子理论的定态假设.2 （3 分）何谓莫塞莱定律？3 （3 分）原子核反应的三阶段描述.四、计算题（50 分）1 （10 分）一个光子电离处于基态的氢原子，被电离
5、的电子重新和质子结合成处于第一激发态的氢原子，同时放出波长为 626 埃的光子.求原入射光子的能量和自由电子动能.2 （10 分）钠原子 3S 和 3P 谱项的量子亏损分别为 1.373 和 0.883. 试确定钠原子的电离能和第一激发电势. （R=109735cm -1）3 （10 分）试讨论钠原子漫线系的一条谱线（ 2D3/2 2P1/2）在弱磁场中的塞曼分裂，作出能级分裂跃迁图.4 （10 分） Na 的半衰期为 2.6 年.试求:(1) 平均寿命和衰变常数;(2)5mg Na 减少到 1mg21 21需要多长时间?(ln10=2.303,ln2=0.693)5(10 分) 试计算中子与
6、 核发生(n,2n)反应的反应能和阈能. O178(M( )=16.999130u,M( )=15.994915u,M( )=15.003071u,mn=1.008665u)1786O158试 卷 B (聊 师)1. 粒子以速率 V0 对心碰撞电荷数为 Z 的原子核， 粒子所能达到的离核的最小距离等于多少？2根据玻尔索末菲理论，氢原子的主量子数 n=3 时，电子可能有几种不同形状的轨道，它们相应的轨道角动量，能量是否相等？3. 单电子原子关于 l ， j 的电偶极跃迁定则是什么？4基态为 4F3/2 的钒原子，通过不均匀横向磁场将分裂为几束？基态钒原子的有效磁矩 J等于多少玻尔磁子 B?5试求
7、出磷（P,Z=15）.氯(Cl,Z=17) 原子基态电子组态和基态谱项.6d 电子与 s 电子间为 LS 耦合，试求出可能合成的总轨道角动量 大小.LP二、1假定 1H36Cl 分子的转动常数 B=10.7cm-1，试计算最低的两个转动能级的能量(hc=12400eV )0A2已知 59Co 的原子基态光谱项（仅与核外电子有关）为 4F9/2，原子谱项的超精细结构分裂为 8 个成分。试确定 59Co 核的自旋 的大小.IP3维持链式反应的条件是什么？4强子的夸克模型认为中子和介子是如何组成的？三一个动能为 3.0eV 的电子被氦核所俘获，并发出波长为 2400 埃的光子. 试问该电子被俘获到氦
8、离子 He+的哪个能级？试求 He+离子由该能级跃迁到 n=2 的能级发出光子的波长.四、1 39Ca 可发生 +衰变，试求出所放出的 +粒子的最大动能.(M Ca=38.970711u,M 核=38。963709u,M ec2=0.511MeV)332用动能为的粒子轰击，观察到在方向上有动能为的质子出射. 试写出核反应方程式，并确定该反应的反应能.3He 原子单一态 1s3d1D21s2p 1P1 跃迁产生的谱线波长为 6678.1 埃. 在 B=1.2T 的磁场中发生塞曼效应. 试问：(1)在垂直于 的方向观察时有几条谱线？波长各为多少？(2) 迎着B的方向观察时有几条谱线？波长各为多少？
9、（hc=12400 eV ,B=5.791015eVT-1）B 0A试 卷 C （山 师）下列数据供答题时使用：组合数 =1.44MeVfm , hc=12400 eV Rhc=13.6ev , 78Li 原子质量 mLi=7.016005u 024e0A74Be 原子质量 m7Be=7.016930u , H 原子质量 mH=1007825u, 中子质量 mn=1.008665u, 1u=931.5MeV/c2 一、根据基本粒子所参与的相互作用，可将基本粒子分为哪几类？二、试问 4.0MeV 的粒子与金核（Z=79）对心碰撞时的最小距离是多少 ？三、试计算原子处于 2 D3/2 态的总磁矩
10、J（以玻尔磁子 B 为单位）.四、试确定填满 n=2 壳层的原子中，下列量子数相间的电子数：（1）m s=1/2; （2） =-1.lm五、HCl 分子的远红外吸收光谱中，观测到多条吸收谱线。这些谱线的波数间隔近似，其平均值为 20.68cm-1,试求该分子第一激发转动态与转动基态间的能量差。六、已知 5927Co 的原子基态光谱项（仅与核外电子有关）为 4F1/2 原子谱项的超精细结构为8 个成分. 59Co 核的自旋 I七、已知 22688Ra、 22288Ra 和 48He 的质量分别为 226.025436u、222.017608u 和 4.002603u。试计算 226Ra 放出的粒
11、子动能。八、试求 73Li(p,n)7Be 的反应能和阈能。九、实验发现，基态氢原子可吸收能量为 12.7eV 的光子 .（1）试问氢原子吸收光子后将被激发到哪个能态？（2）在能级图上标出受激发的氢原子向较低能级跃迁时可能发出几条光谱线？(3)算出这几条光谱线中波长最短的一条的波长 .中科院上海光机所（1999）原子物理与量子力学试题（原子物理部分 85 分）1 （15 分）计算下列粒子的德布罗意波长：（1）10MeV 的光子；（2）动能为10MeV 的电子；（3） ）动能为 10MeV 的中子（中子的静止能量为 940MeV）.2 （15 分） （1）试写出氖原子基态的电子组态，给出基态量子
12、数：总角动量子数 J、轨道量子数 L、自旋量子数 S.（2）给出氖原子的最低一组激发态的电子组态及相应状态的量子数：L 、S 、J.3 （15 分）对于氢原子、Li +，认为原子核是不动的，是根据玻尔模型计算：（1）前两个玻尔轨道的半径及电子在这些轨道上的速度；（2）电子在基态的动能和它的结合能；（3）发电势及共振线（第一激发态与基态间的跃迁辐射）.4 （10 分）已知氢原子的巴尔末系及 He+的毕克林系的线系限波数分别为： 2741940m-1 和 2743059m-1，求电子与质子的质量之比.445 （15 分）计算下列各原子核的半径： ，设 .U,AgHe238910742 fm4510
13、r6 （15 分）举例说明原子物理在科技中的作用.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。2泡利不相容原理。3X 射线标识谱是如何产生的？4什么是原子核的放射性衰变？举例说明之。5为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量？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。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
14、些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？四、 （20 分）镉原子在 1D2 1P1 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）用中子打击 产生 ，并放出一个新粒子，写出核反应方程式；在实F19O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 值Q（ ：1.008665u， ：18.998405 u） 。n1019（2） （10 分）已知 的核子的平均结合能为 7.572 MeV， 及 的核子的平均U235 Sn17
15、18结合能为 8.6MeV，求 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？临沂师范学院物理系原子物理学期末考试试题（A 卷）标准答案和评分标准一、论述题 25 分，每小题 5 分）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）3内壳层电子填充空位产生标识谱。 （5 分）554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能量。 （5 分）二、 （20 分） （1）钠原子基态的电子组态 1s22s22p63s；原子基态为 2S1/2。 （5 分）（2）价电子被激发到 4s 态向基态跃
