原子物理学试题及答案

原子物理学试题及答案

【篇一：原子物理学试题汇编】

txt>试卷Ａ(聊师)

一、选择题

1.分别用１mev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：

Ａ.1/4; Ｂ.1/2; Ｃ.１;Ｄ.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，z＝6）的基态谱项为

a.3po;

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

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.（1），（2）;

b.（3）,（4）;

c.（2）,（4）;

d.（1）,（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l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50kv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（）.

8．co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（）。

10．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.

22224．（10分）11na的半衰期为2.6年.试求:(1)平均寿命和衰变

常数;(2)5mg11na减少到1mg

需要多长时间?(ln10=2.303,ln2=0.693)

5．(10分)试计算中子与17

8o核发生(n,2n)反应的反应能和阈能.

1615(m(17

8o)=16.999130u,m(8o)=15.994915u,m(8o)=15.003071u,mn=1.00 8665u)

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．试求出磷（p,z=15）.氯(cl,z=17)原子基态电子组态和基态谱项. ?6．d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pl大小.

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?a)

2．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0

?为8个成分。试确定co核的自旋pi的大小. 59

3．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.(mca=38.970711u,m核=38。963709u,mec2=0.511mev)

2．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.

3．he原子单一态1s3d1d2→1s2p1p1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b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？（hc=12400

ev?a,?b=5.79?10—15ev?t-1）0

试卷 c （山师）

下列数据供答题时使用：组合数

74bee24??0=1.44mev?fm , hc=12400 ev?a r?hc=13.6ev , 78li

原子质量mli=7.016005u 0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?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）ms=1/2; （2）ml=-1.

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. 1072385．（15分）计算下列各原子核的半径：4

2he,47ag,92u，设r0?1.45fm.

6．（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。

3．x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）（1019分）用中子打击9f产生9o，并放出一个新粒子，写出核反应方程式；在实验室坐标系中，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q值1（0n19：

1.008665u，9f：18.998405 u）。

（2）（10分）已知235u的核子的平均结合能为7.572 mev，

117sn及118sn的核子的平均结

u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合能为8.6mev，求235

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）

4．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态向基态跃迁时可发出4条谱线。（6分）（3）依据跃迁选择定则?l＝?1,?j?0,?1（3分）

能级跃迁图为（6分）

三、（15分）（1）可能的原子态为

1p1，1d2，1f3；3p2，1，0，3d3，2，1，3f4，3，2。（7分）（2）一共条60条能级。（5分）

（3）同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。（3分）

四、（20分）单重态之间的塞曼分裂为正常塞曼效应，相邻谱线之

间的波数差为一个洛仑兹单位???1?????2?46.6b（5分） ????

则得???0.39a （5分）

a，?0＝6437a，?＋＝6438.39a （5分）和?－＝6437.6

能级跃迁图为（ 5分）

五、（1）（10分）0n?9f?8o＋1h （5分） 119191000

q??emin

m0??3.89mev （5分）

m0?m1

【篇二：原子物理选择题及答案】

的数量级是：

-10-8-10-13a．10cm;b.10mc. 10md.10m

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

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：

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、如果用相同动能的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

a．4:1b.

ccdcc

2:2c.1:4 d.1:8

第二章重点章作业 2、3、9

1、处于基态的氢原子被能量为12.09ev的光子激发后,其轨道半径增为原来的

a．4倍 b.3倍 c.9倍d.16倍

2、氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：

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：

a．3rhc/4 b. rhcc.3rhc/4ed. rhc/e

4、氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：

a．13.6v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a0的数值是：

6、根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则：

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、欲使处于基态的氢原子发出h?线，则至少需提供多少能量（ev）?

a.13.6

b.12.09

c.10.2

d.3.4

+9、根据玻尔理论可知，氦离子he的第一轨道半径是：

a．2a0 b. 4a0c. a0/2 d. a0/4

10、一次电离的氦离子he+处于第一激发态（n=2）时电子的轨道半径为：

11、假设氦原子（z=2）的一个电子已被电离，如果还想把另一个电子电离，若以ev为单位至少需提供的能量为：

a．54.4b.-54.4 c.13.6 d.3.4

12、夫—赫实验的结果表明：

a电子自旋的存在； b原子能量量子化c原子具有磁性； d原子角动量量子化

cddab abccb ab

第三章无大题

1、为了证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了：

a.电子的波动性和粒子性

b.电子的波动性

c.电子的粒子性

d.所有粒子具有二项性

2、德布罗意假设可归结为下列关系式：

?;d. e=?? ，p=?

?

3、为使电子的德布罗意假设波长为0.1nm，应加多大的加速电压： a．1.51?10v； b.24.4v； c.24.4?10v； d.151v

4、基于德布罗意假设得出的公式??12.26

65 ?的适用条件是：

a.自由电子，非相对论近似；

b.一切实物粒子，非相对论近似；

c.被电场束缚的电子，相对论结果； d带电的任何粒子，非相对论近似

5、如果一个原子处于某能态的时间为10-7s，原子这个能态能量的最小不确定数量级为（以焦耳为单位）：

a．10-34； b.10-27； c.10-24； d.10-30

dabab

第四章重点、难点章1－5，补充作业，期中考试题

1、单个f 电子总角动量量子数的可能值为：

2、单个d 电子的总角动量投影的可能值为：

a.2?，3?；

b.3?，4?；

c.

3、碱金属原子的光谱项为：

a.t=r/n; b .t=zr/n; c .t=r/n; d. t=rz/n

4、锂原子从3p态向低能级跃迁时,产生多少条被选择定则允许的谱线（不考虑精细结构）?

a.一条

b.三条

c.四条

d.六条

5、已知锂原子光谱主线系最长波长为670.7nm，辅线系线系限波

长为351.9nm，则li原子的电离电势为：

a．5.38v b.1.85v c.3.53v d.9.14v

6、钠原子基项3s的量子改正数为1.37，试确定该原子的电离电势：

a.0.514v;

b.1.51v;

c.5.12v;

d.9.14v

7、碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生：

a.相对论效应

b.原子实的极化

c.价电子的轨道贯穿

d.价电子的自旋－轨道相互作用

8、产生钠的两条黄谱线的跃迁是：

a.2p3/2→2s1/2 , 2p1/2→2s1/2;

b. 2s1/2→2p1/2 , 2s1/2→2p3/2; 2222 2222

c.d3/2→p1/2,d3/2→p3/2;

d.d3/2→p1/2 , d3/2→p3/2

9、若已知k原子共振线双重成分的波长等于769.898nm和

766.49nm,则该原子4p能级的裂距为多少ev？

10、碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因：

a.电子自旋的存在

b.观察仪器分辨率的提高

c.选择定则的提出

d.轨道角动量的量子化

11、已知钠光谱的主线系的第一条谱线由?1=589.0nm

和?2=589.6nm的双线组成，则第二辅线系极限的双线间距（以电

子伏特为单位）：

a.0；

b.2.14?10-3;

c.2.07?10-3;

d.3.42?10-2

12、考虑电子自旋,碱金属原子光谱中每一条谱线分裂成两条且两条线的间隔随波数增加而减少的是什么线系？ 222*2*2*2 352?，2?；d.?3/2，?5/2 .

a.主线系；

b.第二辅线系；

c. 第一辅线系；

d.柏格漫线系

13、如果l是单电子原子中电子的轨道角动量量子数,则偶极距跃迁

选择定则为：

a.?l?0;

b. ?l?0或?1;

c. ?l??1;

d. ?l?1

14、碱金属原子的价电子处于n＝3, l＝1的状态,其精细结构的状

态符号应为：

a .32s1/2.32s3/2； b.3p1/2.3p3/2；

c .32p1/2.32p3/2;

d .32d3/2.32d5/2

15*、氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于：

a.自旋－轨道耦合

b.相对论修正和极化贯穿

c.自旋－轨道耦合和相对论修正

d.极化.贯穿.自旋－轨道耦合和相对

论修正

16、对氢原子考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应

分裂为：

a.二条

b.三条

c.五条

d.不分裂

a.双线

b.三线

c.五线

d.七线

18、已知锂原子主线系最长波长为?1=670.74nm，第二辅线系的线

系限波长为??=351.9nm,则锂原子的第一激发电势和电离电势依次

为（已知r＝1.09729?10m）

a.0.85ev, 5.38ev;

b.1.85v, 5.38v;

c.0.85v, 5.38v

d.13.85ev,

5.38ev

19、钠原子由ns跃迁到3d态和由nd跃迁到3p态产生的谱线分

别属于：

a.第一辅线系和柏格漫线系

b.柏格曼系和第二辅线系

c.主线系和第一辅线系

d.第二辅线系和第一辅线系

20、d电子的总角动量取值可能为： a.35

2?,2?7-1; b . 2?,3

2?;c. 63

2?,35

2?; d. 6?,2?

ddcca cdaba

baccc acbda

【篇三：原子物理学试题】

试卷

一、选择题

1.分别用１mev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：

Ａ.1/4; Ｂ.1/2; Ｃ.１;Ｄ.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，z＝6）的基态谱项为 a.3po; 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.（1），（2）;

b.（3）,（4）;

c.（2）,（4）;

d.（1）,（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l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50kv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（）.

8．co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（）。 10．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

22

11分）

na的半衰期为2.6

22

11年.试求:(1)平均寿命和衰变常数;(2)5mg

na减少到1mg需要多长时

间?(ln10=2.303,ln2=0.693) 5．(10分)试计算中子与

17

8

178

o

核发生(n,2n)反应的反应能和阈能.

168

(m(

o

)=16.999130u,m(

o

)=15.994915u,m(

158

o

)=15.003071u,mn=1.008665u)

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．试求出磷（p,z=15）.氯(cl,z=17)原子基态电子组态和基态谱项. 6．d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 1

36

-1

?pl

大小.

二、1．假定hcl分子的转动常数b=10.7cm，试计算最低的两个转动能级的能量(hc=12400ev?a) 2．已知

59

co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

?pi

的大小.

3．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.(mca=38.970711u,m963709u,mec2=0.511mev)

2．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.

3．he原子单一态1s3d1d2→1s2p1p1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

核

=38。

??

问：(1)在垂直于b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？（hc=12400 ev?a,?b=5.79?10—15ev?t-1）

试卷 c （山师）

下列数据供答题时使用：

e

组合数

74be

2

4??

=1.44mev?fm , hc=12400 ev?a r?hc=13.6ev , 78li原子质量

mli=7.016005u

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?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）ms=1/2; （2）

ml

=-1.

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. 5．（15分）计算下列各原子核的半径：

4

2

he,

10747

ag,

23892

u

，设

r0?1.45fm

.

6．（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。

3．x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

19

9

f

9

产生

o

，并放出一个新粒子，写出核反应方程式；在实验室坐标系中，

1

19

9q（0n：

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1.008665u，

f

：18.998405

u）。

235

（2）（10分）已知

235

u

117

的核子的平均结合能为7.572 mev，

sn

118

及

sn

的核子的平均结合能为

8.6mev，求

u

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）4．原子核自发地的发射例子（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态向基态跃迁时可发出4条谱线。（6分）（3）依据跃迁选择定则

???射线的现象称放射性衰变，

（4分）

?l＝?1,?j?0,?1

（3分）

能级跃迁图为（6分）

三、（15分）（1）可能的原子态为

1

p1，1d2，1f3；3p2，1，0，3d3，2，1，3f4，3，2。（7分）

（2）一共条60条能级。（5分）

（3）同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。（3分）

四、（20分）单重态之间的塞曼分裂为正常塞曼效应，相邻谱线之间的波数差为一个洛仑兹单位

?1???

????2?46.6b

????（5分）

则得???0.39a （5分）

和

?－＝6437.6a，?0＝6437a，?＋＝6438.39a

（5分）

能级跃迁图为（ 5分）

五、（1）（10分）

1

n?9f?

19

198

o＋1h

1

（5分）

q??emin

235

mm

?m1

??3.89mev

（5分）

（2）（10分）一个

u

共释放241.6mev能量。（5分）

平均一个核子释放1.036mev能量。（5分）

临沂师范学院物理系

原子物理学期末考试试题（b卷）

一、论述题25分，每小题5分）

1．玻尔理论的成功之处和局限性。 2．波函数及其物理意义。3．泡利不相容原理。

4．x射线标识谱是如何产生的？

5．什么是原子核的放射性衰变？举例说明之。