原子物理-试题

1、学年度第一学期期末考试试卷（C卷）得分评卷人系 专业 至科级 原子物理学课程题号一一三总分123456得分阅卷人.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2s1/2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。 23 .处于 D5/2原子态的氢原子的轨道角动量的值是 ,轨道角动量Lz可取的值是 o*4 .碱金属原子光谱公式中的有效量子数n不是整数的王要原因是： 05 .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，则原子核越。6

2、.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。2322089 .90Th经过 次衰变，次衰变才变成82 Pb ;在上述一系列变化过程中共损失了 个中子。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 .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（B）价电子的

3、轨道贯穿效应（C）电子自旋-轨道相互作用（D）外磁场的影响（）646464 r2 .已知：29Cu , 28 Ni 及30Zn 的质量分别为：64.94934u , 63.94755U , 63.94873U , 64 -则29 Cu原子可发生怎样的放射性衰变(me 0.000548 u ) ?(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-e,光速为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. hc/eV;

4、 D. 2hc/eV。4 .由状态2P3P 3P到2s2p 3P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=2,问：(1) Lx2+Ly2的极小值是什么？ (2) L

5、x2+Ly2的极大值是彳f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 ,求锂原子的第一激发电势和电离电势。(hc 12.4keV A)3.从下列各粒子的质量数据中选用需要的数值，算出21ne . 0.000548u； 1H : 2.014102u； 0n1H : 1.007825u o30 Q14Si中每核子的平均结合能：_30 Q4.一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601.008665u ； 14Si ： 29.973786u；的

6、粒子数与散射角大于 90的粒子数之比。5,已知氨原子的一个电子被激发到2P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O,33一、6.锌原子光谱中的一条谱线 ( S1 P0)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。学年度第一学期期末考试试卷(E卷)得分评卷人系 专业 生科 级 原子物理学课程题号一一三总分123456得分阅卷人.填空题：本大题共 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

7、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 。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.A衰变的一般方程式为：ZX。放射性核素能发生变的必要条件为。335514141514168 .核素 1H , 2 He, 2He ,

8、3Li , 6C , 7N , 7N , 80 , 80 中, 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 , 一次电离的氮离子 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1D2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 和 2/3 ; C. 1 和 4/3 ; D. 1 和 2。2 .伦琴线光谱的

9、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 1S。；B. 2s2p 3P。；C. 3s3s 1S。；D. 3s3p 3P。5 .根据能级多重性的交替规律，锄原子（Z=37）的能级多重结构是：A.双重；B. 一、三重；

10、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；（A）C.顺磁共振;B.反常塞曼效应；D.帕邢一巴克效应。13 / 11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 .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（hc 12-4KeV A）。2 .试计算在B为2.5T的磁场中，钠原子的 D双线所引起的塞曼分裂（已知 D双线产生于 32P3/2 32Si/2和 32P1/232S1/2）。3

11、. 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=米-1）1 1124 . 1H和0n的静止质量分别为1.007852和1.008665质量单位，算出6c中每核子的平均2、结合能（1u 931.5MeV /c） o5 .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/cm2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

12、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m 屋 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）。学年度第一学期期末考试试卷（D卷）得分评卷人系 专业 主科级 原子物理学课程题号一一三总分123456得分阅卷人.填空题：本大题共 9小题；每小题3分，共27分。10. 在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中， 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

13、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。A5 .暴变的一般万程式为：ZX 。放射性核素能发生最变的必要条件为。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。7. X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的第一玻尔半径，电离电势，第一激发电势和赖曼系第一条谱线 波长分另1J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

14、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。l13, l22,则其总轨道角动量量子数可取(A) 0, 1 , 2, 3(C) 1, 2, 3, 4, 5226 Rb2,静止的88Rb发生 暴变后,(B) 0, 1 , 2, 3, 4, 5(D) 2, 3, 4, 5粒子和子核动量大小之比为多少?1.两个电子的轨道角动量量子数分别为: 数值为下列哪一个？(A) 111: 2(B) 3: 111(D) 1 : 1(n,l,ml,ms),由此判定下(C) 2: 1113 .在原子物理和量子力学中，描述电子运动状态

15、的量子数是: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)()16 15 4 .在核反应8O(n，2n)8O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()5 .钾原子的第十九个电子不是填在3d壳层，而是填在4s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

16、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。()36,基态原子态为 D2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 12,3三个能级的能量(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 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

17、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。Bz9,在史多I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 ,4磁极中心到屏的距离 D 30cm,使用的原子束是处于基态F3/2的钮原子，原子的动能Ek 50MeV ,试求束上线束边缘成分之间的距离。10. 已知铅的K吸收限为0.0141nm, K线系各谱线的波长分别为：0.0167nm(K ) ;0.0146nm(K ), 0.0142nm(K ),现请：(1) 根据这些数据绘出有关铅的 X射线能级简

18、图；(2) 计算激发L线系所需的最小能量与 L线的波长。1417 分11. 试求核反应7 N( , p) 8。的反应能及其阈能。有关同位素的质量如下：141714 I1H : 1.007825u； 2He ： 4.002603U； 8。： 16.999133u； 7N： 14.003074u。6.假定金核半径为7.0fm ,试问：入射质子需要多少能量，才能在对头碰撞时刚好到 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。学年度第一学期期末考试试卷(A卷)得分评卷人系 专业 主科一级

19、 原子物理学课程题号一一三总分123456得分阅卷人.填空题：本大题共 9小题；每小题3分，共27分。1.处于基态42S1/2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 .氯原子的激发态常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7 .无反冲的射线共振吸收是

20、,分子，异核双原子分子一般是首先发现的，所以称为分子。效应。8 .氯化钠组成立方晶体，钠和氯离子沿原子量分别为22.99和35.46，氯化钠的密度为 2.2x,y,z三个轴交错占据位置，已知钠和氯的103kg. m-3,则相邻离子的间隔为:9.完成下列核反应:得分7Li ；Cl 2925U7 ,p 4 Be2110评卷人27 * ,13 Al24He14156 Ba2（1n；Kr615526LiFeP01e130P:He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

21、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。,A ,2.在 Z XA 4 v 4 口z 2Y 2 He衰变过程中，衰变能 Ed与 粒子动能E的关系Ed A .EdC.E ()A 4 ;5AE5EdB.Ed D.3.用波数为v 0的单色光去照射透明物体,射光，发现散射光中除了原来的波数 0之外，还有并在与入射方向成直角的方向上观察散 0i的新波数出现，其中 i与:A.入射光波数的一次方有关;C.散射物性质有关；4.利用莫塞莱定律，试求波长B.入射光波数的平方有关；D.散射物性

22、质无关。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 的状态，确切地说应该是描写：n,l,j来描写伦琴线光谱对应A.内壳层具有空位的状态；C.最外壳层价电子的状态；6.原子K壳层的半径与其原子序数B.内壳层某个电子的状态;D. K壳层电子的状态。Z之间的大致关系为:A.与Z成正比；C.与Z2成正比;B.与Z成反比；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

23、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：14711H : 1.007825U； 2 He ： 4.002603U； 3 Li ： 7.016004u ； on： 1.008665u。4 7(1) 求2He, 3Li的结合能；一一 144(2)求核反应3 Li 1H2 He 2He的反应能Q。2 .已知反应中各核都处于基态(1U 931.5MeV/c)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2222-、B中(设为 766.4nm(4 P3/24 S1/2)和 769.9nm(4 p1/24 S1/

24、2)。现将该原子置于磁场为弱场)，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1.0 m,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 A 197 ;密度为1.89 107g/m3) 14 八6.在考古工作中，可以从古生物遗骸中C的含量推算古生物到现在的时间设 是14121412古生物遗

25、骸中C和C存量之比，。是空气中 C和C的存量之比。试证明：Tln( 0/ )1 ._14ln2 ，式中T为C的半衰期。学年度第一学期期末考试试卷(B卷)得分评卷人系 专业 型科一级 原子物理学课程题号一一三总分123456得分阅卷人.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。22D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。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

26、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，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。29,原子处于D3/2状态，它的磁矩 为;磁矩的投影 z的可能值为,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.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