原子物理学习题

1、1原子物理学习题原子物理学习题信息科学类信息科学类2013-2014学年学年2（3 3）粒子散射实验说明了：粒子散射实验说明了：A.A.能级的存在能级的存在 B. B.原子核的存在原子核的存在C.C.核自旋的存在核自旋的存在 D.D.电子的存在电子的存在（4 4）简述原子的汤姆逊模型和核式模型）简述原子的汤姆逊模型和核式模型. . 原子物理学习题原子物理学习题3原子物理学习题原子物理学习题n 氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：A.13.6 VA.13.6 V和和10.2 V B.-13.6 V10.2 V B.-13.6 V和和-10.2 V-

2、10.2 VC.13.6 VC.13.6 V和和3.4 V D.-13.6 V3.4 V D.-13.6 V和和-3.4 V-3.4 Vn 请写出赖曼系和巴尔末系的线系公式，并计算它们的波请写出赖曼系和巴尔末系的线系公式，并计算它们的波长范围（即求出每个线系的最短波长和最长波长的值）长范围（即求出每个线系的最短波长和最长波长的值）. .n 氢原子基态能量为氢原子基态能量为-13.6 eV-13.6 eV，用加速到，用加速到12.09 eV12.09 eV电子轰击基电子轰击基态氢原子，观察氢原子谱时可看到几条谱线？波长各为多少？态氢原子，观察氢原子谱时可看到几条谱线？波长各为多少？n 根据玻尔理

3、论，若将氢原子激发到根据玻尔理论，若将氢原子激发到n=5的状态，则的状态，则A.可能出现可能出现10条谱线，分别属于条谱线，分别属于4个线系个线系B.可能出现可能出现9条谱线，分别属于条谱线，分别属于3个线系个线系C.可能出现可能出现11条谱线，分别属于条谱线，分别属于5个线系个线系D.可能出现可能出现1条谱线，属于赖曼系条谱线，属于赖曼系4原子物理学习题原子物理学习题n 原子处于的能级原子处于的能级n，向低能级跃迁，产生的光谱线条数是多少？，向低能级跃迁，产生的光谱线条数是多少？n 欲使处于基态的氢原子能发出欲使处于基态的氢原子能发出 线，则至少需要给它多少能量：线，则至少需要给它多少能量：

4、A. 13.6eV B. 12.09eV C. 10.2eV D. 3.4eVH n已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子结构的已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子结构的“ “正电子素正电子素” ”或或“ “电子偶素电子偶素” ”. . 试计算试计算“ “电子偶素电子偶素” ”的（的（1 1）第一玻尔轨道半径，（）第一玻尔轨道半径，（2 2）基态能量，（基态能量，（3 3）电离电势和第一激发电势，（）电离电势和第一激发电势，（4 4）赖曼线系中的最长波长）赖曼线系中的最长波长. .5原子物理学习题原子物理学习题费兰克费兰克赫兹实验的结果说明：赫兹实验的结果

5、说明：A. A. 电子自旋的存在电子自旋的存在 B. B. 原子能量量子化原子能量量子化C. C. 原子具有磁矩原子具有磁矩 D. D. 原子角动量量子化原子角动量量子化对类氢离子当考虑核的运动时，只须将电子质量换成约化质量对类氢离子当考虑核的运动时，只须将电子质量换成约化质量(折合质量折合质量)，对类氢离子约化质量为：，对类氢离子约化质量为：A.HeHMmMB.eHeHm MmMC.eMmM核核D.eem MmM核核6原子物理学习题原子物理学习题n 设粒子的质量为设粒子的质量为m，在具有无限高势垒、宽度为，在具有无限高势垒、宽度为a的一维的一维直角势阱里运动直角势阱里运动. .试根据索末菲量

6、子化通则对上述情况求出试根据索末菲量子化通则对上述情况求出这粒子能量的允许值这粒子能量的允许值. . n 试用波尔试用波尔索末菲的量子化条件索末菲的量子化条件, ,求一维谐振子的能量可能值求一维谐振子的能量可能值. .n 已知平面转子的转动惯量为已知平面转子的转动惯量为I I，利用玻尔，利用玻尔索末菲量子化条件索末菲量子化条件求其能量的可能值求其能量的可能值 . .n 光谱项光谱项T(n)T(n)与能级与能级E En n的关系是：的关系是：7原子物理学习题原子物理学习题线状光谱是线状光谱是 所发的，带状光谱是所发的，带状光谱是 所发的所发的. . n 要确定一个原子的状态要确定一个原子的状态,

7、 ,需要哪些量子数需要哪些量子数? ?n 19 19世纪末经典物理遇到哪些困难？世纪末经典物理遇到哪些困难？n设氢原子光谱的巴耳末系的第一条设氢原子光谱的巴耳末系的第一条H谱线的波长为谱线的波长为 ，第，第二条谱线二条谱线H的波长为的波长为 ，试证明：帕邢系的第一条谱线波，试证明：帕邢系的第一条谱线波长为长为)/(8原子物理学习题原子物理学习题n 实物粒子的德布罗意波长实物粒子的德布罗意波长 在一般情况下可表示为在一般情况下可表示为:21./A2hcmv201./2Bhcm vC.hhpmv0D.hhpm vn 为了使电子的德布罗意波长为为了使电子的德布罗意波长为0.1 nm(10-10 m)

8、需加多大的加速电压需加多大的加速电压?n不确定关系是微观物质的客观规律，它来源于不确定关系是微观物质的客观规律，它来源于A.A.在微观范围轨道概念不适用；在微观范围轨道概念不适用； B.B.实物粒子具有二象性；实物粒子具有二象性；C.C.对微观体系，目前实验精度不够；对微观体系，目前实验精度不够；D.D.实验上发现能级有一定宽度实验上发现能级有一定宽度. .9原子物理学习题原子物理学习题n为了证实德布罗意假设为了证实德布罗意假设, ,戴维孙和革末于戴维孙和革末于19271927年在镍单晶上做年在镍单晶上做了电子衍射实验了电子衍射实验, ,从而证明了从而证明了: :A A、电子的波动性和粒子性；

9、、电子的波动性和粒子性； B B、电子的波动性；、电子的波动性； C C、电子的粒子性；、电子的粒子性； D D、所有粒子具有二象性、所有粒子具有二象性10原子中轨道磁矩和轨道角动量的关系应为原子中轨道磁矩和轨道角动量的关系应为: :LmeeLLmeeL2LmeeL2LmeeL原子物理学习题原子物理学习题 试计算处于试计算处于2D3/2状态的原子的磁矩及在状态的原子的磁矩及在z z方向上的投影的可能值方向上的投影的可能值. .试证明处于试证明处于6G3/2状态的原子的磁矩为零状态的原子的磁矩为零. . 锂原子的基态是锂原子的基态是2s2s，当处于激发态，当处于激发态3d3d的锂原子向低能级跃的

10、锂原子向低能级跃迁时，可能产生几条谱线（不考虑精细结构）？试画出有关的迁时，可能产生几条谱线（不考虑精细结构）？试画出有关的能级跃迁图。这些谱线中哪些属于你知道的谱线系的？同时写能级跃迁图。这些谱线中哪些属于你知道的谱线系的？同时写出所属谱线系的名称及谱线系波数表达式。出所属谱线系的名称及谱线系波数表达式。 11原子物理学习题原子物理学习题 12原子物理学习题原子物理学习题 n 试写出钠原子主线系、第一辅线系、第二辅线系和柏格曼试写出钠原子主线系、第一辅线系、第二辅线系和柏格曼系的波数表达式；系的波数表达式；若不考虑精细结构，则钠原子自若不考虑精细结构，则钠原子自3d3d态向低能级跃迁时，可产

11、生态向低能级跃迁时，可产生几条谱线？是哪两个能级间的跃迁？各对应哪个线系的谱线？几条谱线？是哪两个能级间的跃迁？各对应哪个线系的谱线？若考虑精细结构，则上问中谱线分别是几线结构？用光谱项表若考虑精细结构，则上问中谱线分别是几线结构？用光谱项表达式表示出相应的跃迁达式表示出相应的跃迁. . 13原子物理学习题原子物理学习题 碱金属原子光谱公式中有效量子数不是整数的原因是：碱金属原子光谱公式中有效量子数不是整数的原因是： 碱金属原子的精细结构是由于电子碱金属原子的精细结构是由于电子 和和 相互作用，相互作用，导致碱金属原子能级双层分裂（导致碱金属原子能级双层分裂（s态除外）造成的态除外）造成的.

12、14原子物理学习题原子物理学习题 g=6/7, s=1/2, j=5/2(2) g=4/3, s=1, l=215原子物理学习题原子物理学习题16原子物理学习题原子物理学习题 提出电子自旋概念的主要实验事实提出电子自旋概念的主要实验事实 和和 . 原子的有效磁矩与总磁矩的关系原子的有效磁矩与总磁矩的关系 . 如果原子处于如果原子处于2P1/2态，它的朗德因子态，它的朗德因子g值为值为 ,有效磁矩为有效磁矩为 B，在外磁场中，分裂为，在外磁场中，分裂为 层？层？17n 铍原子基态电子组态是铍原子基态电子组态是2s2s2s2s，设一个价电子处于，设一个价电子处于2s2s态，另一态，另一个电子被激发

13、到个电子被激发到3s3s态，按态，按L-SL-S耦合可形成哪些原子态？写出有关耦合可形成哪些原子态？写出有关的原子态符号的原子态符号. .画出相应的能级跃迁图画出相应的能级跃迁图. .原子物理学习题原子物理学习题18当主量子数当主量子数n=1,2,3,4,5,6时时,如果用字母表示每个壳层依次为如果用字母表示每个壳层依次为: A. K, L, M, O, N, P B. K, L, M, N, O, P C. K. L. M. O. P. N D. K, M, L, N, O, P原子物理学习题原子物理学习题 氦原子的能级有两套，一套是氦原子的能级有两套，一套是 重的，一套是重的，一套是 重的

14、，重的，从而光谱应有从而光谱应有 套套. .n n 19原子物理学习题原子物理学习题n n 氦原子有单重态和三重态，但氦原子有单重态和三重态，但1s1s1s1s的的3 3S S1 1并不存在，其原因并不存在，其原因是：是：A.A.因为自旋量子数为因为自旋量子数为1/21/2，故，故J=1/2;J=1/2;B. B. 泡利不相容原理限制了泡利不相容原理限制了1s1s1s1s的的3 3S S1 1的存在；的存在；C.C.因为三重态能量最低的是因为三重态能量最低的是1s1s1s1s的的3 3S S1 1；D.D.因为因为1s1s1s1s的的3 3S S1 1 和和1s2s1s2s的的3 3S S1

15、1是简并态是简并态. .20原子物理学习题原子物理学习题n n n n n 21原子物理学习题原子物理学习题n 2p3p的的3P到到2s2p的的3P跃迁，可产生几条谱线？跃迁，可产生几条谱线？ 氦原子的第一激发态是氦原子的第一激发态是 （写出光谱项符号），由于选择定（写出光谱项符号），由于选择定则则 的限制，它不能通过自发辐射跃迁到基态，因此可在该态的限制，它不能通过自发辐射跃迁到基态，因此可在该态停留较长时间，这种状态称为停留较长时间，这种状态称为 . 写出写出Z=Z=？的原子的核外电子排布？的原子的核外电子排布 ，基态原子态，基态原子态 ，该态的角动，该态的角动量量S=S= ，L=L= ，J=J= ，磁矩，磁矩s = = ， l= ， j= ，以及它们在以及它们在Z Z方向上的投影方向上的投影 ，该态的朗德因子该态的朗德因子g= ，在弱磁场中分裂成在弱磁场中分裂成 个能级个能级。 221. 请写出康普顿散射