原子物理-试题

1、_学年度第学期期末考试试卷（ C 卷）系专业 本科级 原子物理学课程三题 号一二总 分123456得 分阅卷人得分评卷人一填空题：本大题共9 小题；每小题3 分，共 27 分。1. 考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为 。2.处于 2S 1/2 的基态钾原子，在0.40 特斯拉的磁场中，若要诱导电子的自旋变换方向，则需要外加振荡电磁场的频率为Hz 。3.2 D5/2原子态的氢原子的轨道角动量的值是，轨道角动量L z可取的值处于是。4.碱金属原子光谱公式中的有效量子数n*不是整数的主要原因是：。5.核子的平均结合能 EE / A 是表示原子核的一个物理量，E 越大

2、，则原子核越。6.从 X 射线标识谱不显示的变化， 同化学无关和光子很大来看，可以知道，它是原子内层电子跃迁产生的。7.原子的 3d次壳层按泡利原理一共可以填个电子。8.泡利不相容原理可以表示为。据此， n 壳层能容纳的最多电子数为， l支壳层能容纳的最多电子数为。9.23290Th 经过次衰变，次衰变才变成20882 Pb ；在上述一系列变化过程中共损失了个中子。得分评卷人精品资料_二单项选择题：本大题共6 小题；每小题3 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1碱金属原子光谱的精细结构是由于下列哪个原因引起的？（ A）原子实的极化

3、（ B ）价电子的轨道贯穿效应（ C）电子自旋 -轨道相互作用（ D ）外磁场的影响（）2已知： 2964Cu ，2864 Ni 及 3064 Zn 的质量分别为：64.94934u ，63.94755u ，63.94873u ，则2964Cu原子可发生怎样的放射性衰变（me0.000548u) ?（ A） 衰变；（ B）只能发生衰变，不能发生衰变；（ C）只能发生衰变，不能发生衰变；（ D）既有衰变，又有衰变。（）3.用电压V加速的高速电子与金属靶碰撞而产生X 射线，若电子的电量为- ，光速e为 c，普朗克常量为h，则所产生的X 射线的短波限为：A. hc2/eV；B. eV/2hc ；C.

4、 hc/eV ；D. 2hc/eV 。4.由状态 2p3p3P 到 2s2p 3 P 的辐射跃迁：A.可产生9 条谱线；B. 可产生 7条谱线；C.可产生6 条谱线；D. 不能发生。5.下列粒子中不服从泡利不相容原理的是：A. 质子；B. 光子；C. 中子；D. 电子。6.在外磁场中的原子，若外磁场B 可视为弱磁场，则：A.L 和S 先耦合成再与 B 耦合;B.由于B弱使L 与 S不能耦合成;C.由于 B 弱 ,所以磁场对原子的作用总可忽略;D.L 与S 分别同 B 耦合 ,而后形成总附加能。得分评卷人三计算题：本大题共6 小题；共55 分。答案请写在答题纸上。1. 原子中设轨道角动量量子数L

5、=2, 问 : (1) Lx2 +Ly2 的极小值是什么?(2) Lx2 +Ly2 的极大值是什么? (3) 设 ML=1, 则 Lx2+Ly2 =?(4) 从这里能够确定Lx 和 Ly 的值吗?2已知锂原子光谱主线系最长波长及锐线系的线系限波长分别为：6707 A 和 3519 A ，精品资料_求锂原子的第一激发电势和电离电势。(hc12.4keVA)3从下列各粒子的质量数据中选用需要的数值，算出1430 Si 中每核子的平均结合能：e ： 0.000548u ； 12 H ： 2.014102u ； 01n ：1.008665u ；1430 Si ： 29.973786u ；11H： 1.

6、007825u 。4一束 粒子垂直射至一重金属箔上，试求粒子被金属箔散射后，散射角大于60的粒子数与散射角大于 90 的粒子数之比。5已知氦原子的一个电子被激发到2 p 轨道，而另一个电子还在 1s 轨道，试作出能级图来说明可能出现哪些光谱线的跃迁。6锌原子光谱中的一条谱线( 3S13P0 ) 在 B 为 1.00T 的磁场中发生塞曼分裂，试问：从垂直于磁场方向观察，原谱线分裂为几条？相邻两谱线的波数差等于多少？是否属于正常塞曼效应？并请画出相应的能级跃迁图。学年度第学期期末考试试卷（ E 卷）系专业 本科级 原子物理学课程三题 号一二总 分123456得 分阅卷人得分评卷人一填空题：本大题共

7、9 小题；每小题3 分，共 27 分。1原子核是由_和_组成的，原子核的线度在数量级；原子的线度在数量级。2 玻尔原子理论的三条基本假设是，。3 夫兰克 -赫兹实验中用碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势” ，从而证实了原子内部能量是。4 某碱金属原子，其核外电子位于3d 轨道上，考虑自旋效应，则可能的原子态是：和。5 有一种原子基态时，其电子壳层是n=1,2 壳层和 3s 次壳层都填满， 3p 次壳层填了一半，该原子是原子，它的电子数是。精品资料_6 原子中分布的周期性决定了元素周期表中元素性质的周期性，各族元素的化学性质都取决于的分布。7衰变的一般方程式为： ZA X。放射性核素能发生衰

8、变的必要条件为。8 核素 13H ， 23 He ， 25 He ， 35 Li ， 146C ， 147 N ， 157 N ， 148O ， 168O 中，和，和，和是同位素；和，和，和是同量异位素，和，和，和是镜核，和，和是同中子素。9 一次电离的氦离子He 的第一玻尔半径，电离电势， 第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别为，和。得分评卷人二单项选择题：本大题共6 小题；每小题3 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1. 若原子处于1D 2 和 2S1/2 状态 , 它们的朗德因子 g 的值分别为：A.1 和 2/3;B.2

9、 和 2/3;C. 1和 4/3;D.1和2 。2.伦琴线光谱的 K , L, M吸收限的能量数值分别对应各壳层电子的A.激发态；B.俄歇电子能量；C.电离能；D. 电子跃迁形成各线系第一条线的能量。3.由伦琴射线照射原子所导致的俄歇电子的能量A. 与伦琴射线的能量有关，与被照射原子性质无关；B. 与伦琴射线和被照射原子性质都有关；C. 与伦琴射线和被照射原子性质都无关；D. 与被照射原子性质有关，与伦琴射线能量无关。4.镁原子（ Z=12 ）处于基态时价电子的电子组态及基态原子态应是：A. 2s2s 1 S0；B. 2s2p3P0；C. 3s3s 1S 0 ；D. 3s3p 3P0 。5.根

10、据能级多重性的交替规律，铷原子（Z=37 ）的能级多重结构是：A. 双重；B. 一、三重；C. 单重；D. 二、四重。6.将钠光灯置于某均匀磁场中，发现波长为589.0nm的谱线分裂为间距相等的三条谱线。人们将这种现象称为：A. 正常塞曼效应；B. 反常塞曼效应；（ A）C. 顺磁共振；D. 帕邢 巴克效应。精品资料_三计算题：本大题共6 小题；共55 分。答案请写在答题纸上。得分评卷人1 当氢原子跃迁到激发能为10.19eV的状态上时，发射出一个波长为4840 A 的光子，试求初状态的结合能及跃迁前后的量子数(hc12.4KeV A) 。2 试计算在 B 为 2.5T 的磁场中， 钠原子的

11、D 双线所引起的塞曼分裂（已知 D 双线产生于32P3/232S1/ 2 和 32P1/ 232S1/2）。3 K 原子共振线波长为 7665 A ，主线系系限波长为2858 A 。已知 K 原子基态为 4S ，试求 4S ，4P 谱项的量子数修正项S , P 值各为多少？（ R=10970000 米 -1 ）4 11H 和 01n 的静止质量分别为 1.007852和 1.008665质量单位， 算出126C 中每核子的平均结合能 (1u 931.5MeV / c 2 ) 。5 康普顿散射产生的散射光子，再与原子发生相互作用，当散射角60 时，无论入射光子能量多大，散射光子总不能再产生正负电

12、子偶，试证明之。6 动能为1.0MeV 的窄质子束垂直地射在质量厚度为1.5mg/cm 2 的金箔上， 计数器记录以60 角散射的质子， 计数器圆形输入孔的面积为1.5 cm 2 ，离金箔散射区的距离为 10cm ，输入孔对着且垂直于射到它上面的质子，试问：散射到计数器输入孔的质子数与入射到金箔的质子数之比为多少？（质量厚度定义为mt ，其中为质量密度， t 为靶厚；已知金原子的原子序数为Z=79 ；原子量为 A=197 ）。学年度第学期期末考试试卷（ D 卷）系专业 本科级 原子物理学课程三题 号一二总 分123456得 分阅卷人得分评卷人一填空题：本大题共9 小题；每小题3 分，共 27

13、分。10在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中，精品资料_实验起了重大作用。11 夫兰克 -赫兹实验中用碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势” ，从而证实了原子内部能量是。12 线状光谱是所发的，带状光谱是所发的。13 碱金属原子光谱的精细结构是由于电子的和相互作用，导致碱金属原子能级出现双层分裂（s 项除外）而引起的。5衰变的一般方程式为：ZA X。放射性核素能发生衰变的必要条件为。6原子中量子数 n,l, ml相同的最大电子数是； n, l 相同的最大电子数是； n相同的最大电子数是。7X 射线管发射的谱线由和两部分构成，它们产生的机制分别是：和。8二次电离的锂离子 Li的第一玻尔半

14、径，电离电势，第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别为：，和。9泡利为解释衰变中粒子的谱而提出了假说， 能谱的最大值对应于的动量为零。得分评卷人二单项选择题：本大题共6 小题；每小题3 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1 两个电子的轨道角动量量子数分别为：l13 ， l 22 ，则其总轨道角动量量子数可取数值为下列哪一个？（A）0，1，2，3（B） 0，1，2，3，4， 5（C）1，2，3，4， 5（D）2， 3，4，5（）2 静止的22688 Rb 发生衰变后，粒子和子核动量大小之比为多少？（A）111 ：2（ B） 3： 1

15、11（C）2：111（D）1：1（）3 在原子物理和量子力学中，描述电子运动状态的量子数是：( n, l , ml , ms ) ，由此判定下列状态中哪个状态是存在的？（A）（1，0，0，-1/2 ）（B）（3，1，2，1/2）（ C）（ 1，1，0，1/2 ）（D ）（ 3，4，1，-1/2 ）（）4 在核反应168O (n,2n)158O 中，反应能 Q15.66MeV ，为使反应得以进行， 入射粒子的动能至少为多少？（ A） 15.99MeV（ B ）16.64MeV（ C） 18.88MeV（ D）克服库仑势，进入靶核（）精品资料_5 钾原子的第十九个电子不是填在3d 壳层，而是填在4

16、s 壳层，下面哪项是其原因？（ A） 为了不违反泡利不相容原理；（ B） 为了使原子处于最低能量状态；（ C） 因为两状态光谱项之间满足关系T (4s) T (3d);（ D） 定性地说， 3d 状态有轨道贯穿和极化效应，而4s状态没有轨道贯穿和极化效应。（）6 基态原子态为3 D 2 的中性原子束， 按史特恩 -盖拉赫方法， 通过不均匀横向磁场后分裂成多少束？（A）2；（B）3；（C）5；（D）7。（）得分评卷人三计算题：本大题共6 小题；共55 分。答案请写在答题纸上。7 试计算氢原子的 n 1,2,3 三个能级的能量 （用 eV 为单位）。并按比例作出相应的能级图。 假设使氢原子激发到

17、n=3 的能态上， 标出受激氢原子向较低能级跃迁时可能发出的谱线，并注明各是属于哪个线系的，且计算其中波长最短的一条谱线的波长。8 Na 原子基态 3S 。已知其共振线波长为 5893 A ，漫线系第一条的波长为8193 A ，基线系第一条的波长为18459 A ，主线系的系限波长为2413 A ，试求 3S,3P,3D ,4F 各谱项的项值。B Z9 在史特恩 -盖拉赫实验中，不均匀横向磁场梯度为Z ，磁极的纵向范围d 10cm ，磁极中心到屏的距离D 30cm，使用的原子束是处于基态4 F3 / 2 的钒原子，原子的动能 Ek50 MeV ，试求束上线束边缘成分之间的距离。10 已知铅的

18、K 吸收限为 0.0141nm ，K 线系各谱线的波长分别为：0.0167 nm( K ) ；0.0146nm(K) ； 0.0142 nm( K ) ，现请：（ 1） 根据这些数据绘出有关铅的X 射线能级简图；（ 2） 计算激发 L 线系所需的最小能量与 L 线的波长。11 试求核反应 147 N ( , p)178O 的反应能及其阈能。有关同位素的质量如下：11H ：1.007825u ； 24 He ： 4.002603u ； 178 O ： 16.999133u ； 147 N ： 14.003074u 。6假定金核半径为7.0 fm ，试问：入射质子需要多少能量，才能在对头碰撞时刚好

19、到达金核的表面（已知金原子的原子序数为Z=79 ）？若金核改为铝核，使质子在对头碰撞时刚好到达铝核的表面，那么，入射质子的能量应为多少？设铝核半径为4.0 fm 。精品资料_学年度第学期期末考试试卷（ A 卷）系专业 本科级 原子物理学课程三题 号一二总 分123456得 分阅卷人得分评卷人一填空题：本大题共9 小题；每小题3 分，共 27 分。1. 处于基态 42S 1/2 的钾原子在B=0.500T 的弱磁场中，可分裂为个能级，相邻能级间隔为（三位有效数字） 。2.原子有效磁矩与原子总磁矩的关系是_ 。3.泡利不相容原理可表述为：，它只对 _子适用，而对 _ 子不适用。4.氦原子的激发态常

20、常是其中的一个电子被激发，另一个电子仍留在 1s 态，这种情况下，电偶极跃迁的选择定则可简化为L， J。5.锂原子（ Z=3 ）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为eV（仅需两位有效数字） 。6.同核双原子分子一般是分子，异核双原子分子一般是分子。7.无反冲的射线共振吸收是首先发现的，所以称为效应。8.氯化钠组成立方晶体， 钠和氯离子沿 x,y,z 三个轴交错占据位置，已知钠和氯的原子量分别为 22.99和 35.46, 氯化钠的密度为2.2 10 3kg. ·m-3 ,则相邻离子的间隔为：为_ 。9完成下列核反应：37 Lip47 Be1327 Al24 He1530P17

21、37Cl 12 H201n36 Li p24He23592U01n14156Ba 3692Kr2655Fe10 e得分评卷人精品资料_二单项选择题：本大题共6 小题；每小题3 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1.原始的斯特恩 -盖拉赫实验是想证明轨道角动量空间取向量子化, 后来结果证明的是:A. 轨道角动量空间取向量子化;B. 自旋角动量空间取向量子化;C. 轨道和自旋角动量空间取向量子化;D. 角动量空间取向量子化不成立。AA44Ed 与 粒子动能 E 的关系是：2.在ZXZ2 Y2 He衰变过程中，衰变能EdE (A );E

22、dE(A 4);AA 4B.AEdE (A )EdZ2;E ()。C.Z2D.A的单色光去照射透明物体，并在与入射方向成直角的方向上观察散3.用波数为 v 0射光，发现散射光中除了原来的波数v0 之外，还有 v 0v i的新波数出现，其中 v i 与：A. 入射光波数的一次方有关；B.入射光波数的平方有关；C. 散射物性质有关；D. 散射物性质无关。4.利用莫塞莱定律，试求波长0.1935nm 的 K 线是属于哪种元素所产生的？A. Al （ Z=13 ）；B.Fe （ Z=26 ）；C.Ni （ Z=28 ）；D. Zn （ Z=30 ）。5. 我们说可以用描写碱金属原子中价电子的量子数n,

23、l , j 来描写伦琴线光谱对应的状态，确切地说应该是描写：A. 内壳层具有空位的状态；B. 内壳层某个电子的状态；C. 最外壳层价电子的状态；D. K 壳层电子的状态。6.原子 K 壳层的半径与其原子序数Z 之间的大致关系为：A. 与 Z 成正比；B. 与 Z 成反比；C. 与Z2成正比；D. 与 Z2 成反比。得分评卷人三计算题：本大题共6 小题；共55 分。答案请写在答题纸上。1 用能量为12.5eV 的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能级跃迁时，会出现哪些波长的光谱线？2 已知下列核素处于基态时的静质量为：11 H： 1.007825u ； 24 He ： 4.002603u

24、 ； 37 Li ： 7.016004u ； 01 n ： 1.008665u 。（1 ）求 24 He ， 37 Li的结合能；（2 ）求核反应37 Li11H 24 He 24He的反应能Q。精品资料_已知反应中各核都处于基态(1u931.5MeV / c2 )3钾原子的价电子从第一激发态向基态跃迁时，产生两条精细结构谱线，其波长分别为 766.4nm( 42 P3/ 242 S1/ 2 ) 和 769.9nm(4 2P1/ 242 S1/ 2 ) 。现将该原子置于磁场 B 中（设为弱场），使与此两精细结构谱线有关的能级进一步分裂。试计算各能级分裂大小，并绘出分裂后的能级图。4在康普顿散射

25、中，若入射光子的能量等于电子的静止能，试求散射光子的最小能量及电子的最大动量。5动能为 5.00MeV 的粒子被金核以 90散射时，它的瞄准距离（碰撞参数）为多大？若金箔厚1.0m ，则入射粒子束以大于 90 散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒子的百分之几？（已知：金原子的原子序数为Z 79; 原子量为 A197 ；密度为1.89 107 g / m 3 )6在考古工作中， 可以从古生物遗骸中14C 的含量推算古生物到现在的时间t 。设 是古生物遗骸中14C 和12C 存量之比，0 是空气中14C 和12C 的存量之比。试证明：t T ln( 0 /)14C 的半衰期。ln 2，式中T为学

26、年度第学期期末考试试卷（ B 卷）系专业 本科级 原子物理学课程三题 号一二总 分123456得 分阅卷人得分评卷人一填空题：本大题共9 小题；每小题3 分，共 27 分。1.1911年卢瑟福根据粒子在原子内的散射现象，而提出了原子的结构模型。2.2D 在磁感应强度为B 的强磁场中，分裂为层，原子与磁场相互作用附加能分别为。在弱磁场中，它将分裂为层。精品资料_3.钙原子（ Z=20 ）基态时最外层的电子组态为，基态原子态为。它的能级分成两套，即重态和重态。4.正电子与电子相遇可形成一种类氢结构的“电子偶素” 。其结合能等于eV 。5.某二价原子的两个价电子处于2s3d 组态， 按 jj 耦合法

27、， 可构成的原子态个数为 个，其总角动量量子数J 的值分别为。6某原子 n=1 壳层， n=2 壳层和 3s次壳层都填满，3p 次壳层只缺一个电子，则该原子的原子序数 Z=，基态光谱项为，这是原子。7放射性核素的三种衰变类型是，和。8裂变条件是。9 原子处于2 D 3 / 2 状态，它的磁矩为；磁矩的投影z 的可能值为，。二单项选择题：本大题共6 小题；每小题3 分，共 18 分。在每小得分评卷人题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1. 形成超精细结构，A. 是电子自旋与轨道运动相互作用的结果。B. 仅是由于电子自旋磁矩与原子核相互作用的结果。C. 是价电子运动轨道在原子实中贯穿的结果。D. 是电子磁矩 （包括自旋与轨道） 与核磁矩之间作用及核四极矩与电子电场梯度之间相互作用的结果。2.按照壳层结构理论，电子在填充主量子数为n 的壳层时，如果有过渡元素，则这些过渡元素是由于填充下列哪一支壳层所形成：A.