原子物理学试题(D卷).doc

系 级 班 考生姓名 学号 任课教师姓名 第 选课教学班密封线内不要答题宜宾学院20xx20xx学年度下期原子物理学试题（D卷）题号一二三四五六七八九十总分得分说明：（1）本试题共3 页 三 大题，适用于 物理与电子工程学院 物理学专业。 （2）常数表： h = 6.626 10-34Js = 4.13610-15eVs；R = 1.097107m-1；e = 1.602 10-19C； NA = 6.0221023mol-1； hc = 1240eVnm；k = 1.38010-23JK-1 = 8.61710-5eVK；me = 9.1110-31kg = 0.511Mev/c2；mp = 1.6710-27kg = 938MeV/c2；a0 = 0.52910-10m ；mp = 1.6710-27kg = 938MeV/c2 ；mB = 9.27410-24JT-1 = 5.78810-5eVT-； u = 1.6610-27kg = 931MeV/c2； = 1.44eVnm 考试时间：120分钟得分阅卷人一、填空题（每小题 3 分，共 21 分）1如果考虑自旋, 但不考虑轨道-自旋耦合, 碱金属原子状态应该用量子数 表示，轨道角动量确定后, 能级的简并度为 。232P3/222S1/2 与32P1/222S1/2跃迁, 产生了锂原子的_线系的第_条谱线的双线。3氦原子的能级有两套，一套是 重的，一套是 重的，从而产生的光谱应有 套。历史上曾认为有两种氦，对应于前者的称 氦，对应于后者的称 氦。 系 级 班 考生姓名 学号 任课教师姓名 第 选课教学班密封线内不要答题4若n = 30的里德伯原子的辐射寿命为510-6秒，则n = 300时的辐射寿命大约为_秒。51895年 在用阴极射线管做实验时，发现了一种能使荧光物质发荧光的射线，他进一步研究还发现该射线具有 ， ，和 的性质。 6电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为 eV。7穆斯堡尔进行实验时，把射线发射体和 放在 环境中，从而观察到显著的射线共振 现象。得分阅卷人二、选择题（每小题 3 分，共 27 分）1氢原子分别处于32D3/2 , 32P3/2 和 32P1/2 状态,这些状态对应的能级是否相同(不考虑兰姆位移)? ( ) A. 都不同; B. 32P3/2 和32P1/2 相同; C. 都相同; D. 32D3/2 和32P3/2 相同。2通过测量b衰变的b粒子能谱，可得出正确的结论：( ) A. 为连续谱，但最大值不确定，故与核具有能级相矛盾； B. 为连续谱，有确定的最大值，故与核具有能级相矛盾； C. 为连续谱，有确定的最大值，但仍可确定核能级； D. 为连续谱，没有确定的最大值，故仍可确定核能级。3由壳层结构理论和洪德定则可知，氯原子（Z=17）基态时的原子态应是：( ) A. 2P1/2； B. 2P3/2； C. 4P1/2； D. 4P3/2。4电子填充外层原子轨道时，先填4s轨道后填3d轨道，是由于：( ) A. 内层电子对4s电子的屏蔽作用不如对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； 系 级 班 考生姓名 学号 任课教师姓名 第 选课教学班密封线内不要答题 C. 两电子间的自旋轨道作用使4s能级低于3d能级; D. 3d电子与核的库仑作用比4s电子的更强。5LS耦合中关于J的选择定则为，其中的原因是由于：( ) A. 宇称守恒； B. 轨道角动量守恒； C. 泡利原理限制； D. 总角动量守恒。 6在LS耦合下，两个等价p电子能形成的原子态是：( ) A. 1D，3D； B. 1P，1D，3P，3D； C. 1D，3P，1S； D. 1D，3D，1P，3P，1S，3S。7在观测顺磁共振的实验装置中，所使用的交变电磁场的波长处于：( ) A. 0.3 300 范围内； B. 0.4 0.7mm范围内； C. 300 0.3mm范围内； D. 0.03 0.4mm范围内。 8朗德因子g的应用范围是：( ) A. 弱外磁场中的正、反常塞曼效应； B. 弱外磁场中的正常塞曼效应; C. 对弱、强外磁场均成立, 但取值不同; D. 弱外磁场中的正常塞曼效应和帕邢-巴克效应。9碱金属原子的光谱项为：( ) A. T = R/n2 ; B. T = Z2R/n2 ; C. T = R/n* ; D. T = Z*2R/n2 。得分阅卷人三、计算题（第1题12分，其余每题10分， 共 52分）1 在斯特恩盖拉赫实验中，极不均匀的横向磁场梯度为，磁极的纵向长度d=10cm, 磁极中心到屏的长度D=30cm(如图所示), 使用的原子束是处于基态3P2的氧原子，原子的动能Ek=20 meV, 试求屏上线束边缘成分之间的距离。 2钙原子（Z=20）基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到5s态（中间有3d和4p态），当它由4s5s组态向低能态直至基态跃迁时，可产生哪些光谱跃迁？画出能级跃迁图（钙原子能级属耦合，三重态为正常次序）。 系 级 班 考生姓名 学号 任课教师姓名 第 选课教学班密封线内不要答题 3对于208Pb（Z=82）的介子原子（=273，带有-e电荷）。(1) 按玻尔理论计算头两个玻尔轨道半径；(2) 按玻尔理论计算共振线光子的能量；(3) 在以上的计算中你把铅核视为点电荷，实际上核电荷是分布在一个有限大小的体积中的，据认为208Pb的半径是7.1fm,考虑到这一因素(2)中的结果将如何变化?(变大,变小还是不变?)为什么? ( (1)、(2)结果只需两位有效数字)。4早期的元素周期表是按原子量的大小排列的。钾（A39.1)排在氩(A=39.9)的前面。镍(A=58.7)排在钴(A=58.9)的前面。莫塞莱发现线波长的规律后，纠正了