1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流原子物理學(xué)試題匯編.精品文檔.臨沂師范學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題（A卷）一、論述題25分，每小題5分）1夫朗克赫茲實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)論。1原理：加速電子與處于基態(tài)的汞原子發(fā)生碰撞非彈性碰撞，使汞原子吸收電子轉(zhuǎn)移的4.9eV的能量躍遷到第一激發(fā)態(tài)。處第一激發(fā)態(tài)的汞原子返回基態(tài)時(shí)，發(fā)射2500埃的紫外光。（3分）結(jié)論：證明汞原子能量是量子化的，即證明玻爾理論是正確的。（2分）2泡利不相容原理。2在費(fèi)密子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)密子處于同一個(gè)量子態(tài)。（5分）3X射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的？3內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)譜。（5分）4什么是原子核

2、的放射性衰變？舉例說(shuō)明之。4原子核自發(fā)地的發(fā)射射線的現(xiàn)象稱放射性衰變，（4分）例子（略）（1分）5為什么原子核的裂變和聚變能放出巨大能量？5因?yàn)橹械荣|(zhì)量數(shù)的原子核的核子的平均結(jié)合能約為8.6MeV大于輕核或重核的核子的平均結(jié)合能，故輕核聚變及重核裂變時(shí)能放出巨大能量。（5分）二、（20分）寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)，問(wèn)向基態(tài)躍遷時(shí)可能會(huì)發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級(jí)躍遷圖，并說(shuō)明之。二、（20分）（1）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s；原子基態(tài)為2S1/2。（5分）（2）價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)可發(fā)出4條譜線。（6分）（3）依據(jù)躍遷選擇定則 （3分

3、）能級(jí)躍遷圖為 （6分）三、（15分）對(duì)于電子組態(tài)3p4d，在LS耦合時(shí)，（1）寫出所有可能的光譜項(xiàng)符號(hào)；（2）若置于磁場(chǎng)中，這一電子組態(tài)一共分裂出多少個(gè)能級(jí)？（3）這些能級(jí)之間有多少可能的偶極輻射躍遷？三、（15分）（1）可能的原子態(tài)為1P1，1D2，1F3；3P2，1，0，3D3，2，1，3F4，3，2。 （7分）（2）一共條60條能級(jí)。 （5分）（3）同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)之間沒有電偶極輻射躍遷。（3分）四、（20分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的

4、光譜躍遷圖。四、（20分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位 （5分）則得 （5分）和 （5分）能級(jí)躍遷圖為 （ 5分）1D21P1 五、（1）（10分）用中子打擊產(chǎn)生，并放出一個(gè)新粒子，寫出核反應(yīng)方程式；在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能值（：1.008665u，：18.998405 u）。（2）（10分）已知的核子的平均結(jié)合能為7.572 MeV，及的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV，求裂變?yōu)閮蓚€(gè)Sn核時(shí)放出多少能量？平均一個(gè)核子釋放多少能量？五、（1）（10分） （5分） （5分）（2）（10分）一個(gè)共釋

5、放241.6MeV能量。 （5分）平均一個(gè)核子釋放1.036MeV能量。 （5分）臨沂師范學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題（B卷）一、論述題25分，每小題5分）1玻爾理論的成功之處和局限性。1玻爾理論成功之處：定態(tài)的概念，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個(gè)線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（3分）局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明，不能解釋氫原子光譜的強(qiáng)度、寬度等，無(wú)法全面地描述原子現(xiàn)象。（2分）2波函數(shù)及其物理意義。2微觀粒子狀態(tài)用波函數(shù)描寫，一般情況下波函數(shù)是復(fù)數(shù)。（2分）波函數(shù)模的平方表示時(shí)刻在區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（3分）3泡利不相容

6、原理。3在費(fèi)密子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)密子處于同一個(gè)量子態(tài)。（5分）4X射線標(biāo)識(shí)譜是如何產(chǎn)生的？4內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識(shí)譜。（5分）5什么是原子核的放射性衰變？舉例說(shuō)明之。5原子核自發(fā)地的發(fā)射射線的現(xiàn)象稱放射性衰變，（4分）例子（略）（1分）二、（20分）當(dāng)處于基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生幾條譜線？求出相應(yīng)譜線的頻率（用玻爾理論，不考慮電子自旋）三、（15分）釔原子基態(tài)為2D，用這種原子進(jìn)行史特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn)時(shí)，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場(chǎng)方向上的投影（結(jié)果用玻爾磁子表示）四、（20分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6

7、438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、（1）（10分）為進(jìn)行的核反應(yīng)，在驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能值（：1.008665u，：18.998405 u）。（2）（10分）已知的核子的平均結(jié)合能為7.572 MeV，及的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV，求裂變?yōu)閮蓚€(gè)Sn核放出的能量及平均一個(gè)核子釋放多少能量？二、（20分）基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，躍遷到的能級(jí)。（5分）被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生3條譜線，相應(yīng)譜線的頻率分別是 。（15分）三

8、、（15分）（1）基態(tài)2D的釔原子束在外磁場(chǎng)中分裂為束，由此得 ，由2D得，求得。 （5分）（2）。 （5分）（3）。 （5分）四、（20分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位（5分）；則得（5分）和 （5分）能級(jí)躍遷圖為 （ 5分）1D21P1 五、（1）（10分） （10分）（2）（10分）一個(gè)共釋放241.6MeV能量。 （5分）平均一個(gè)核子釋放1.036MeV能量。 （5分）原子物理學(xué)試題（A卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1在同一粒子源和散射靶的條件下觀察到粒子被散射在90和60角方向上單位立體角內(nèi)的粒子數(shù)之比為： CA4:1 B.:2 C

9、.1:4 D.1:82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）? BA.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.43已知鋰原子光譜主線系最長(zhǎng)波長(zhǎng)為6707埃，輔線系線系限波長(zhǎng)為3519埃，則Li原子的電離電勢(shì)為：AA5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V4試判斷原子態(tài)：1s1s3S1,1s2p3P2,1s2p1D1, 2s2p3P2中下列哪組是完全存在的？CA. 1s1s3S1 1s2p3P2 2s2p3P2 B .1s2p3P2 1s2p1D1C. 1s2p3P2 2s2p3P2 D.1s1s3S1 2s2p3P2 1s2p1D15原子在6G3/

10、2狀態(tài),其有效磁矩為：BA； B. 0； C. ； D. 6氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為：C.； .； .； . .7原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：C.原子外層電子被激發(fā)；.原子外層電子被電離；.原子內(nèi)層電子被移走；.原子中電子自旋軌道作用很強(qiáng)。8設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是p電子和d電子,在耦合下可能的原子態(tài)有：CA.4個(gè) ； B.9個(gè) ； C.12個(gè) ； D.15個(gè)。9發(fā)生b+衰變的條件是DA.M(A,Z)M(A,Z1)me; B.M(A,Z)M(A,Z1)2me;C. M(A,Z)M(A,Z1); D. M(A,Z)M(A,Z1)2me10既參與強(qiáng)相互

11、作用，又參與電磁相互作用和弱相互作用的粒子只有：AA.強(qiáng)子; B.重子和規(guī)范粒子; C.介子和輕子; D.介子和規(guī)范粒子二、填空題（每題4分，共20分）1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)中粒子的_1大角散射_。2夫赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明 _2原子能量量子化_。3如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值為_ 2/3 _。4Kr樣品的原子核數(shù)N0在18年中衰變到原來(lái)數(shù)目的1/3, 再過(guò)18年后幸存的原子核數(shù)為_4N0/9 _。5碳原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)分別是_51s22s22p2 3P0 _。三、（10分）用簡(jiǎn)要的語(yǔ)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。四、（15分）已知

12、：,求鈉原子的電離電勢(shì).若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可產(chǎn)生幾條譜線？是哪兩個(gè)能級(jí)間的躍遷？各對(duì)應(yīng)哪個(gè)線系的譜線？若考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則如何？五、（10分）解釋Cd的6438埃的紅光(1D21P1) 在外磁場(chǎng)中的正常塞曼效應(yīng)，并畫出相應(yīng)的能級(jí)圖。六、（8分）氦原子有兩個(gè)價(jià)電子,基態(tài)電子組態(tài)為1s1s若其中一個(gè)電子被激發(fā)到2p態(tài),由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)有多少種可能的光譜躍遷？畫出能級(jí)躍遷圖.七、（7分）用粒子轟擊147N原子核，生成178O原子核。試計(jì)算核反應(yīng)能和閾能。已知：11H ：1.007825u, 42He：4.002603u, 147N：14.003074u，178

13、O：16.999133。三、（10分）玻爾假設(shè)：定態(tài)假設(shè)、頻率條件、軌道角動(dòng)量量子化假設(shè) 5分氫原子基態(tài)的能量 5分四、（15分）已知：,鈉原子的電離電勢(shì) 5分若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)躍遷選擇定則可發(fā)出3條譜線，其中主線系一條：；銳線系一條：；漫線系一條：，能級(jí)躍遷圖如下。 5分考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)可發(fā)出7條譜線。 5分依據(jù)躍遷選擇定則，能級(jí)躍遷圖如下。 32D5/232D3/23P3S3D4S3D4S3P3S不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu) 考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)五、（10分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位 ，則得 （5分）和 能級(jí)躍遷圖

14、為 （ 5分）1D21P1 3P23P11S01SO3S13P0六、（8分）氦原子有兩個(gè)價(jià)電子,基態(tài)電子組態(tài)為1s1s若其中一個(gè)電子被激發(fā)到2p態(tài),由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)有3種可能的光譜躍遷。 3分 依據(jù)躍遷選擇定則能級(jí)躍遷圖如下。 5分七、（7分）用粒子轟擊147N原子核，生成178O原子核。147N +42He p + 178O已知：11H ：1.007825u, 42He：4.002603u, 147N：14.003074u，178O：16.999133。核反應(yīng)能 4分核反應(yīng)閾能 3分原子物理學(xué)試題（B卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)粒子散射實(shí)

15、驗(yàn)中DA.絕大多數(shù)粒子散射角接近180 B.粒子只偏23C.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2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）? BA.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.43基于德布羅意假設(shè)得出的公式 的適用條件是：AA.自由電子，非相對(duì)論近似 B.一切實(shí)物粒子，非相對(duì)論近似C.被電場(chǎng)束縛的電子，相對(duì)論結(jié)果 D.帶電的任何粒子，非相對(duì)論近似4氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)（不考慮藍(lán)姆移動(dòng)）是由于：CA.自旋軌道耦合 B.相對(duì)論修正和原子實(shí)極化、軌道貫穿C.自旋軌道耦合和相對(duì)論修正 D. 原子實(shí)極化、軌道貫穿、自旋軌道耦合和相對(duì)論修

16、正5設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是p電子和d電子,在耦合下可能的原子態(tài)有：CA.4個(gè) B.9個(gè) C.12個(gè) D.15個(gè)6某原子處于4D1/2態(tài),若將其放于弱磁場(chǎng)中,則能級(jí)分裂為：CA.2個(gè)； B.9個(gè)； C.不分裂； D.4個(gè)7氬（18）原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：.1s22s22p63s23p6 1S0 .1s22s22p6p63d8 3P0.1s22s22p63p8 1S0 . 1s22s22p63p43d2 2D1/28原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：A.原子外層電子被激發(fā) .原子外層電子被電離.原子內(nèi)層電子被移走 .原子中電子自旋軌道作用很強(qiáng)9原子核平均結(jié)合能以中等核最大, 其值大約為CA.8

17、.57.5MeV B.7.57.7MeV C.7.78.7MeV D.8.58.7MeV10發(fā)生b+衰變的條件是DA.M(A,Z)M(A,Z1)me B.M(A,Z)M(A,Z1)2meC. M(A,Z)M(A,Z1) D. M(A,Z)M(A,Z1)2me二、簡(jiǎn)述題（每小題2分，共20分）1什么是電子？ 1從電子的屬性方面回答。（4分）2波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋？2波函數(shù)模的平方表示時(shí)刻在區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（4分）3堿金屬原子能級(jí)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(jí)的原因是什么？3堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價(jià)電子貫穿原子實(shí)。（2分

18、）。造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是價(jià)電子的自旋與軌道的相互作用。（3分）4何謂衰變常數(shù)、半衰期、平均壽命？4，。（4分）5基本粒子按其相互作用可分為幾類？5光子、輕子、強(qiáng)子（重子、介子）。（4分）三、（15分）不計(jì)電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),試用玻爾理論求電子動(dòng)態(tài)軌道半徑和能級(jí)。二、（15分）設(shè)電子在均勻磁場(chǎng)中作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為、速度為，則有 （1） （2）聯(lián)立求得 （6分）能量 （4分）三、（10分）（1）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s；原子基態(tài)為2S1/2。（2分）（2）價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)可發(fā)出4條譜線。（3分）（3）依據(jù)躍遷選擇定則 （2

19、分）能級(jí)躍遷圖為 （3分）四、（10分）寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)，問(wèn)向基態(tài)躍遷時(shí)可能會(huì)發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級(jí)躍遷圖，并說(shuō)明之。四、（15分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位 ，則得 （5分）和 （5分）能級(jí)躍遷圖為 （ 5分）1D21P1 五、（15分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。）五、（10分） （5分） （5分）六、（10分）用中子打擊產(chǎn)生，并放出一個(gè)新粒子，寫

20、出核反應(yīng)方程式；在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能值（：1.008665u，：18.998405 u）。原子物理學(xué)試題（C卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1如果用相同動(dòng)能的質(zhì)子和氘核同金箔產(chǎn)生散射,那么用質(zhì)子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限的幾倍？CA.2 B.1/2 C.1 D .42夫赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：BA.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3基于德布羅意假設(shè)得出的公式 的適用條件是：AA.自由電子，非相對(duì)論近似 B.一切實(shí)物粒子，非相對(duì)論近似C.被電場(chǎng)束

21、縛的電子，相對(duì)論結(jié)果 D.帶電的任何粒子，非相對(duì)論近似4產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是：AA.32P1/232S1/2 , 32P1/232S1/2 B.3 2S1/232P1/2 , 32S1/232P3/2C.3 2D3/232P1/2, 32D3/232P3/2 D.3 2D3/232P1/2 , 32D3/232P3/25泡利不相容原理說(shuō): DA.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6在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場(chǎng)方向觀察時(shí)將看到幾條譜線：CA.0 B.1 C.2 D.37氖原子的

22、電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為：C. . . .8原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：C.原子外層電子被激發(fā) .原子外層電子被電離.原子內(nèi)層電子被移走 .原子中電子自旋軌道作用很強(qiáng)9已知鈉原子核23Na基態(tài)的核自旋為I=3/2,因此鈉原子基態(tài)32S1/2能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為AA.2個(gè) B.4個(gè) C.3個(gè) D.5個(gè)10發(fā)生b衰變的條件是CA.M(A,Z)M(A,Z1)me B.M(A,Z)M(A,Z1)meC.M(A,Z)M(A,Z1) D.M(A,Z)M(A,Z1)2me二、簡(jiǎn)述題（每小題4分，共20分）1簡(jiǎn)述玻爾對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理論的貢獻(xiàn)和玻爾理論的地位與不足. 1玻爾理論成功之處：定態(tài)的概念，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個(gè)線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（2分）局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明，不能解釋氫原子光譜的強(qiáng)度、寬度等，無(wú)法全面地描述原子現(xiàn)象。（2分）2波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋？2波函數(shù)模的平方表示時(shí)刻在區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（4分）3堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因