1、【精品文檔】如有侵權，請聯系網站刪除，僅供學習與交流原子物理學試題匯編.精品文檔.臨沂師范學院物理系原子物理學期末考試試題（A卷）一、論述題25分，每小題5分）1夫朗克赫茲實驗的原理和結論。1原理：加速電子與處于基態的汞原子發生碰撞非彈性碰撞，使汞原子吸收電子轉移的4.9eV的能量躍遷到第一激發態。處第一激發態的汞原子返回基態時，發射2500埃的紫外光。（3分）結論：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在費密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費密子處于同一個量子態。（5分）3X射線標識譜是如何產生的？3內殼層電子填充空位產生標識譜。（5分）4什么是原子核

2、的放射性衰變？舉例說明之。4原子核自發地的發射射線的現象稱放射性衰變，（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因為中等質量數的原子核的核子的平均結合能約為8.6MeV大于輕核或重核的核子的平均結合能，故輕核聚變及重核裂變時能放出巨大能量。（5分）二、（20分）寫出鈉原子基態的電子組態和原子態。如果價電子被激發到4s態，問向基態躍遷時可能會發出幾條光譜線？試畫出能級躍遷圖，并說明之。二、（20分）（1）鈉原子基態的電子組態1s22s22p63s；原子基態為2S1/2。（5分）（2）價電子被激發到4s態向基態躍遷時可發出4條譜線。（6分）（3）依據躍遷選擇定則 （3分

3、）能級躍遷圖為 （6分）三、（15分）對于電子組態3p4d，在LS耦合時，（1）寫出所有可能的光譜項符號；（2）若置于磁場中，這一電子組態一共分裂出多少個能級？（3）這些能級之間有多少可能的偶極輻射躍遷？三、（15分）（1）可能的原子態為1P1，1D2，1F3；3P2，1，0，3D3，2，1，3F4，3，2。 （7分）（2）一共條60條能級。 （5分）（3）同一電子組態形成的原子態之間沒有電偶極輻射躍遷。（3分）四、（20分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產生的譜線波長為6438埃。當鎘原子置于強度為2T的均勻磁場中時發生塞曼效應，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應的

4、光譜躍遷圖。四、（20分）單重態之間的塞曼分裂為正常塞曼效應，相鄰譜線之間的波數差為一個洛侖茲單位 （5分）則得 （5分）和 （5分）能級躍遷圖為 （ 5分）1D21P1 五、（1）（10分）用中子打擊產生，并放出一個新粒子，寫出核反應方程式；在實驗室坐標系中，這種核反應發生時中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應能值（：1.008665u，：18.998405 u）。（2）（10分）已知的核子的平均結合能為7.572 MeV，及的核子的平均結合能為8.6MeV，求裂變為兩個Sn核時放出多少能量？平均一個核子釋放多少能量？五、（1）（10分） （5分） （5分）（2）（10分）一個共釋

5、放241.6MeV能量。 （5分）平均一個核子釋放1.036MeV能量。 （5分）臨沂師范學院物理系原子物理學期末考試試題（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：定態的概念，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個線系的形成，為量子力學的建立奠定了基礎。（3分）局限性：沒有脫離經典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴密的數學證明，不能解釋氫原子光譜的強度、寬度等，無法全面地描述原子現象。（2分）2波函數及其物理意義。2微觀粒子狀態用波函數描寫，一般情況下波函數是復數。（2分）波函數模的平方表示時刻在區間單位體元內發現粒子的幾率。（3分）3泡利不相容

6、原理。3在費密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費密子處于同一個量子態。（5分）4X射線標識譜是如何產生的？4內殼層電子填充空位產生標識譜。（5分）5什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。5原子核自發地的發射射線的現象稱放射性衰變，（4分）例子（略）（1分）二、（20分）當處于基態的氫原子被12.3eV光子激發后，被激發的氫原子可能產生幾條譜線？求出相應譜線的頻率（用玻爾理論，不考慮電子自旋）三、（15分）釔原子基態為2D，用這種原子進行史特恩蓋拉赫實驗時，原子束分裂為4束，求原子基態總磁矩及其在外磁場方向上的投影（結果用玻爾磁子表示）四、（20分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產生的譜線波長為6

7、438埃。當鎘原子置于強度為2T的均勻磁場中時發生塞曼效應，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應的光譜躍遷圖。五、（1）（10分）為進行的核反應，在驗室坐標系中，這種核反應發生時中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應能值（：1.008665u，：18.998405 u）。（2）（10分）已知的核子的平均結合能為7.572 MeV，及的核子的平均結合能為8.6MeV，求裂變為兩個Sn核放出的能量及平均一個核子釋放多少能量？二、（20分）基態的氫原子被12.3eV光子激發后，躍遷到的能級。（5分）被激發的氫原子可能產生3條譜線，相應譜線的頻率分別是 。（15分）三

8、、（15分）（1）基態2D的釔原子束在外磁場中分裂為束，由此得 ，由2D得，求得。 （5分）（2）。 （5分）（3）。 （5分）四、（20分）單重態之間的塞曼分裂為正常塞曼效應，相鄰譜線之間的波數差為一個洛侖茲單位（5分）；則得（5分）和 （5分）能級躍遷圖為 （ 5分）1D21P1 五、（1）（10分） （10分）（2）（10分）一個共釋放241.6MeV能量。 （5分）平均一個核子釋放1.036MeV能量。 （5分）原子物理學試題（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的粒子數之比為： CA4:1 B.:2 C

9、.1:4 D.1:82欲使處于激發態的氫原子發出線，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波長為6707埃，輔線系線系限波長為3519埃，則Li原子的電離電勢為：AA5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V4試判斷原子態：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,其有效磁矩為：BA； B. 0； C. ； D. 6氖原子的電子組態為1s22s22p6,根據殼層結構可以判斷氖原子基態為：C.； .； .； . .7原子發射倫琴射線標識譜的條件是：C.原子外層電子被激發；.原子外層電子被電離；.原子內層電子被移走；.原子中電子自旋軌道作用很強。8設原子的兩個價電子是p電子和d電子,在耦合下可能的原子態有：CA.4個 ； B.9個 ； C.12個 ； D.15個。9發生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.強子; B.重子和規范粒子; C.介子和輕子; D.介子和規范粒子二、填空題（每題4分，共20分）1原子核式結構模型的提出是根據粒子散射實驗中粒子的_1大角散射_。2夫赫實驗的結果表明 _2原子能量量子化_。3如果原子處于2P1/2態,它的朗德因子g值為_ 2/3 _。4Kr樣品的原子核數N0在18年中衰變到原來數目的1/3, 再過18年后幸存的原子核數為_4N0/9 _。5碳原子基態的電子組態和原子態分別是_51s22s22p2 3P0 _。三、（10分）用簡要的語言敘述玻爾理論，并根據你的敘述導出氫原子基態能量表達式。四、（15分）已知

12、：,求鈉原子的電離電勢.若不考慮精細結構，則鈉原子自態向低能級躍遷時，可產生幾條譜線？是哪兩個能級間的躍遷？各對應哪個線系的譜線？若考慮精細結構，則如何？五、（10分）解釋Cd的6438埃的紅光(1D21P1) 在外磁場中的正常塞曼效應，并畫出相應的能級圖。六、（8分）氦原子有兩個價電子,基態電子組態為1s1s若其中一個電子被激發到2p態,由此形成的激發態向低能級躍遷時有多少種可能的光譜躍遷？畫出能級躍遷圖.七、（7分）用粒子轟擊147N原子核，生成178O原子核。試計算核反應能和閾能。已知：11H ：1.007825u, 42He：4.002603u, 147N：14.003074u，178

13、O：16.999133。三、（10分）玻爾假設：定態假設、頻率條件、軌道角動量量子化假設 5分氫原子基態的能量 5分四、（15分）已知：,鈉原子的電離電勢 5分若不考慮精細結構，則鈉原子自態向低能級躍遷時躍遷選擇定則可發出3條譜線，其中主線系一條：；銳線系一條：；漫線系一條：，能級躍遷圖如下。 5分考慮精細結構，則鈉原子自態向低能級躍遷時可發出7條譜線。 5分依據躍遷選擇定則，能級躍遷圖如下。 32D5/232D3/23P3S3D4S3D4S3P3S不考慮精細結構 考慮精細結構五、（10分）單重態之間的塞曼分裂為正常塞曼效應，相鄰譜線之間的波數差為一個洛侖茲單位 ，則得 （5分）和 能級躍遷圖

14、為 （ 5分）1D21P1 3P23P11S01SO3S13P0六、（8分）氦原子有兩個價電子,基態電子組態為1s1s若其中一個電子被激發到2p態,由此形成的激發態向低能級躍遷時有3種可能的光譜躍遷。 3分 依據躍遷選擇定則能級躍遷圖如下。 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。核反應能 4分核反應閾能 3分原子物理學試題（B卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1原子核式結構模型的提出是根據粒子散射實

15、驗中DA.絕大多數粒子散射角接近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欲使處于激發態的氫原子發出線，則至少需提供多少能量（eV）? BA.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.43基于德布羅意假設得出的公式 的適用條件是：AA.自由電子，非相對論近似 B.一切實物粒子，非相對論近似C.被電場束縛的電子，相對論結果 D.帶電的任何粒子，非相對論近似4氫原子光譜形成的精細結構（不考慮藍姆移動）是由于：CA.自旋軌道耦合 B.相對論修正和原子實極化、軌道貫穿C.自旋軌道耦合和相對論修正 D. 原子實極化、軌道貫穿、自旋軌道耦合和相對論修

16、正5設原子的兩個價電子是p電子和d電子,在耦合下可能的原子態有：CA.4個 B.9個 C.12個 D.15個6某原子處于4D1/2態,若將其放于弱磁場中,則能級分裂為：CA.2個； B.9個； C.不分裂； D.4個7氬（18）原子基態的電子組態及原子態是：.1s22s22p63s23p6 1S0 .1s22s22p6p63d8 3P0.1s22s22p63p8 1S0 . 1s22s22p63p43d2 2D1/28原子發射倫琴射線標識譜的條件是：A.原子外層電子被激發 .原子外層電子被電離.原子內層電子被移走 .原子中電子自旋軌道作用很強9原子核平均結合能以中等核最大, 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波恩對波函數作出什么樣的解釋？2波函數模的平方表示時刻在區間單位體元內發現粒子的幾率。（4分）3堿金屬原子能級與軌道角量子數有關的原因是什么？造成堿金屬原子精細能級的原因是什么？3堿金屬原子能級與軌道角量子數有關的原因是原子實的極化、價電子貫穿原子實。（2分

18、）。造成堿金屬原子精細能級的原因是價電子的自旋與軌道的相互作用。（3分）4何謂衰變常數、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、強子（重子、介子）。（4分）三、（15分）不計電子自旋當電子在垂直于均勻磁場的平面內運動時,試用玻爾理論求電子動態軌道半徑和能級。二、（15分）設電子在均勻磁場中作勻速率圓周運動的半徑為、速度為，則有 （1） （2）聯立求得 （6分）能量 （4分）三、（10分）（1）鈉原子基態的電子組態1s22s22p63s；原子基態為2S1/2。（2分）（2）價電子被激發到4s態向基態躍遷時可發出4條譜線。（3分）（3）依據躍遷選擇定則 （2

19、分）能級躍遷圖為 （3分）四、（10分）寫出鈉原子基態的電子組態和原子態。如果價電子被激發到4s態，問向基態躍遷時可能會發出幾條光譜線？試畫出能級躍遷圖，并說明之。四、（15分）單重態之間的塞曼分裂為正常塞曼效應，相鄰譜線之間的波數差為一個洛侖茲單位 ，則得 （5分）和 （5分）能級躍遷圖為 （ 5分）1D21P1 五、（15分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產生的譜線波長為6438埃。當鎘原子置于強度為2T的均勻磁場中時發生塞曼效應，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應的光譜躍遷圖。）五、（10分） （5分） （5分）六、（10分）用中子打擊產生，并放出一個新粒子，寫

20、出核反應方程式；在實驗室坐標系中，這種核反應發生時中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應能值（：1.008665u，：18.998405 u）。原子物理學試題（C卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1如果用相同動能的質子和氘核同金箔產生散射,那么用質子作為入射粒子測得的金原子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測得的金原子半徑上限的幾倍？CA.2 B.1/2 C.1 D .42夫赫實驗的結果表明：BA.電子自旋的存在 B.原子能量量子化 C.原子具有磁性 D.原子角動量量子化3基于德布羅意假設得出的公式 的適用條件是：AA.自由電子，非相對論近似 B.一切實物粒子，非相對論近似C.被電場束

21、縛的電子，相對論結果 D.帶電的任何粒子，非相對論近似4產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: DA.自旋為整數的粒子不能處于同一量子態中B.自旋為整數的粒子能處于同一量子態中C.自旋為半整數的粒子能處于同一量子態中D.自旋為半整數的粒子不能處于同一量子態中6在正常塞曼效應中，沿磁場方向觀察時將看到幾條譜線：CA.0 B.1 C.2 D.37氖原子的

22、電子組態為1s22s22p6,根據殼層結構可以判斷氖原子基態為：C. . . .8原子發射倫琴射線標識譜的條件是：C.原子外層電子被激發 .原子外層電子被電離.原子內層電子被移走 .原子中電子自旋軌道作用很強9已知鈉原子核23Na基態的核自旋為I=3/2,因此鈉原子基態32S1/2能級的超精細結構為AA.2個 B.4個 C.3個 D.5個10發生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、簡述題（每小題4分，共20分）1簡述玻爾對原子結構的理論的貢獻和玻爾理論的地位與不足. 1玻爾理論成功之處：定態的概念，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個線系的形成，為量子力學的建立奠定了基礎。（2分）局限性：沒有脫離經典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴密的數學證明，不能解釋氫原子光譜的強度、寬度等，無法全面地描述原子現象。（2分）2波恩對波函數作出什么樣的解釋？2波函數模的平方表示時刻在區間單位體元內發現粒子的幾率。（4分）3堿金屬原子能級與軌道角量子數有關的原因