中科院原子物理

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原子核物理学专业

原子核物理学专业
原子核物理学专业是物理学的一个分支，主要研究原子核的性质、结构、相互作用等方面的科学。

以下是该专业的一些基本信息：
1.学科介绍：原子核物理学是物理学中狭义的粒子物理学领域之
一，研究原子核的组成、结构和相互作用规律。

2.研究内容：包括核结构、核反应、核衰变、核子间的相互作用
等。

研究人员通过实验和理论模型来深入了解原子核的性质。

3.实验手段：原子核物理学的研究需要借助先进的实验手段，如
核反应器、粒子加速器、核探测器等，以获取关于原子核的详
细信息。

4.应用领域：该专业在核能利用、核技术、医学放射治疗、核工
业等方面具有广泛的应用。

同时，对宇宙演化、宇宙学等领域
也有重要的贡献。

5.职业发展：原子核物理学专业的毕业生可从事科研、教育、核
工业、核医学、环保等多个领域的工作。

在国际上，原子核物
理学也是一个重要的国防科技领域。

6.前沿研究：原子核物理学一直是科学研究的前沿领域之一，涉
及到高能核物理、重离子物理、核天体物理等方向。

随着科技
的发展，该领域不断取得新的突破。

对于想要学习原子核物理学的学生，需要具备扎实的数学和物理基础，同时对核物理学的研究有浓厚的兴趣。

该专业要求学生具备实验和理论研究的能力，以深入探索原子核的奥秘。

原子物理论文(玻尔模型)

原子物理课程论文（设计）过程管理手册（2012 ）级论文（设计）题目：玻尔模型学院：物理科学与技术学院专业：科学教育学号： ************ *名：***指导老师姓名及职称：魏代会教授玻尔模型专业：科学教育学号：201210800091 姓名：项利安指导老师：魏代会摘要原子是物质结构的微小单元，那么原子内部的结构是怎样的呢？从古至今这一直都是困扰着人类的问题。

从道尔顿的实心球模型到汤姆孙的葡萄干面包模型然后到卢瑟福的核式结构模型再到玻尔的氢原子模型最后到现在的电子云模型。

人类对原子内部结构的探索在不断地深入。

而玻尔模型的提出在原子结构研究方面具有重要的意义，在对物质结构的认识史和物理学发展史上是一个重大的成果。

本文从玻尔模型的提出简史、玻尔理论的主要内容、玻尔模型的实验验证三个方面对玻尔模型进行解释。

关键词玻尔模型，量子化，玻尔理论引言玻尔模型如图1是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的关于氢原子结构的模型。

玻尔在卢瑟福模型的基础上，提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题，很好地解释了氢原子光谱，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。

玻尔理论能准确的推出巴耳末公式，并能纯粹从理论上算出里德伯常数，与实验值非常符合。

玻尔理论是原子结构和原子光谱理论的一个重大进展，对原子物理学产生了深远的影响。

玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖。

他所在的理论物理研究所也在二三十年代成为物理学研究的中心。

1 玻尔模型的提出简史玻尔模型是建立在物理学三个方面进展的基础上提出的，它们分别是：以黑体辐射的事实发展出来的量子论、以实验为基础的原子核式结构模型、光谱的实验资料和经验规律。

1.1 黑体辐射——量子假说黑体是科学家们假设出的，自然界并不存在的一种物质。

这种物质对什么光都吸收而无反射。

由于冶金学和天文学的需要，大大推动了对热辐射的研究。

而黑体可以撇开材料的具体性质来研究热辐射本身的规律，在热辐射中占据十分重要的地位，从而科学家对黑体辐射的研究渐渐深入。

中科院-普通物理(乙)

806《普通物理（乙）》中科院研究生院硕士研究生入学考试《普通物理（乙）》考试大纲一．考试内容：大学工科类专业的《大学物理》或《普通物理》课程的基本内容，包含力学、电学、光学、原子物理、热学等。

二．考试要求：(一) 力学1. 质点运动学:熟练掌握和灵活运用：矢径；参考系；运动方程；瞬时速度；瞬时加速度；切向加速度；法向加速度；圆周运动；运动的相对性。

2．质点动力学:熟练掌握和灵活运用：惯性参照系；牛顿运动定律；功；功率；质点的动能；弹性势能；重力势能；保守力；功能原理；机械能守恒与转化定律；动量、冲量、动量定理；动量守恒定律。

3．刚体的转动:熟练掌握和灵活运用：角速度矢量；质心；转动惯量；转动动能；转动定律；力矩；力矩的功；定轴转动中的转动动能定律；角动量和冲量矩；角动量定理；角动量守恒定律。

4．简谐振动和波:熟练掌握和灵活运用：运动学特征（位移、速度、加速度，简谐振动过程中的振幅、角频率、频率、位相、初位相、相位差、同相和反相）；动力学分析；振动方程；旋转矢量表示法；谐振动的能量；谐振动的合成；波的产生与传播；波的能量、能流密度；波的叠加与干涉；驻波；多普勒效应。

5．狭义相对论基础:理解并掌握：伽利略变换；经典力学的时空观；狭义相对论的相对性原理；光速不变原理；洛仑兹变换；同时性的相对性；狭义相对论的时空观；狭义相对论的动力学基础。

(二) 电磁学1.静电场：熟练掌握和灵活运用：库仑定律，静电场的电场强度及电势，场强与电势的叠加原理。

理解并掌握：高斯定理，环路定理，静电场中导体及电介质问题，电容、静电场能量。

了解：电磁学单位制,基本实验。

2.稳恒电流的磁场：熟练掌握和灵活运用：磁感应强度矢量，磁场的叠加原理，毕奥—萨伐尔定律及应用，磁场的高斯定理、安培环路定理及应用。

理解并掌握：磁场对载流导体的作用，安培定律。

运动电荷的磁场、洛仑兹力。

了解：磁介质, 介质的磁化问题, 电磁学单位制,基本实验。

3.电磁感应：熟练掌握和灵活运用：法拉第电磁感应定律，楞次定律，动生电动势。

原子核物理的研究现状及未来发展趋势

原子核物理的研究现状及未来发展趋势近年来，原子核物理研究备受关注，成为重要的学科之一。

原子核物理研究的目的是研究原子核的性质和结构，深入了解原子核内部的物理过程，为今后科学技术的发展提供理论和实验基础，有着重要的科学意义和应用价值。

原子核物理的研究现状在原子核物理的研究中，核结构、核反应、核聚变、核裂变等领域被广泛应用。

其中，核结构研究是原子核物理的基础之一，通过测量原子核的能级和能级间的跃迁，可以了解原子核的内部结构，了解核子之间的相互作用力，并进一步探究物质的基本规律。

同时，在核反应的研究中，原子核之间的相互作用力也成为核反应研究的重点。

如何精确描述两个原子核之间的相互作用，是核反应研究中的一个难点。

因此，科学家们在研究中使用了多种方法，如自旋道耦合方法、分式布居模型、投影分子方法等，通过这些方法提高了实验结果的可重复性，从而更加准确地了解核反应的本质。

在核聚变和核裂变方面，原子核物理的研究进展也很显著。

在核聚变的研究中，热核聚变是人们较为熟知的一种方式。

热核反应需要极高的温度和压力，一般需要利用核聚变反应堆来实现。

而在核裂变过程中，同位素分离技术已经成为了核工业和核能应用的重点之一。

通过不同的分离方法，可以实现同位素的分离和富集，从而满足不同应用的需要。

未来的发展趋势从原子核物理的研究现状来看，可以预见未来的发展趋势。

其中，一个显著的趋势是多学科和多方法的融合。

随着科技的进一步发展，原子核物理研究将越来越受到计算机科学、空间科学等多学科的影响。

同时，随着科技手段的不断提升，各种先进的实验设备和技术将进一步推动原子核物理研究的发展。

此外，原子核物理的未来研究将更加注重应用和产业化。

如何将原子核物理的研究成果转化为实际的应用和产业，将是原子核物理研究面临的新问题。

随着人们对环境、能源和生物医学等方面需求的不断增加，原子核物理的应用领域也将进一步扩大。

总之，随着对原子核物理研究的深入探索，未来的发展趋势也将变得更加多样化和复杂化。

原子物理学-原子核物理的对象

迄今为止发现2000多个核素，其中300多个天然核素(280多个稳定核素，60多个放射性核素)，其余是自1934年以来人工合成的放射性核素。
核素图
核素的稳定区：稳定核素几乎全落在
一条光滑曲线上或紧靠其两侧,
此区域称核素的稳定区.
对于轻核,这条曲线与直
线N＝Z重合,当N、Z
增大至一定数值后,
稳定线逐渐向
位于稳定线
N＞Z的方
上侧的为缺中子
向偏离.
核区,下侧为丰中子核区.
中子数和质子数过多或过少
的核素都不稳定.
中科院近物所.新核素图.114种元素.3070个核素
(4)
Stable and unstable nuclei: balance of numbers of protons and neutrons
第七章
原子核物理概论
主要内容
32 原子核物理的对象 33 核的基态特性之一:核质量 34 核力 35 核的基态特性之二:核矩 *36 核模型 37 放射性衰变的基本规律 38 α衰变 39 衰变 40 γ衰变 41 核反应 42 裂变与聚变:原子能的利用
§32 原子核物理的对象
下面一条极限线为中子泄漏线，线上中子结合能为零。
核素(nuclide)图
(1)原子的中心：原子核线度、质量原子核的电荷：q Ze
(2)历史回顾 1896年,贝克勒尔发现铀的放射现
象；
1897年,居里夫妇发现钋和镭；
1899-1900年，发现、、射线；
1903年，卢瑟福证实射线是氦核，射线是电子；
1911年，卢瑟福提出原子核式模型； 1919年，卢瑟福首次实现人工核反应：
1952年，美国实现轻元素的热核爆炸； 1954年，苏联建成第一个原子能发电站； 1958年，我国建成第一座重水型原子反

原子物理学试题

原⼦物理学试题⾼校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：; ; ; .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：；; ; .电⼦的总⾓动量量⼦数j可能取值为：2，3/2; 2，5/2; 2，7/2; 2，9/2.5.碳原⼦（C，Z＝6）的基态谱项为;;;.6.测定原⼦核电荷数Z的较精确的⽅法是利⽤A.α粒⼦散射实验;B. x射线标识谱的莫塞莱定律;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）;;;.8.下⾯哪个粒⼦最容易穿过厚层物质？A.中⼦；B.中微⼦；C.光⼦；D.α粒⼦9.在（1）α粒⼦散射实验，（2）弗兰克－赫兹实验，（3）史特恩－盖拉实验，（4）反常塞曼效应中，证实电⼦存在⾃旋的有：A.（1），（2）;B.（3）,（4）;C.（2）,（4）;D.（1）,（3）.l的简并消除. 论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A Z X衰变为⼦核Y的电⼦俘获过程表⽰（）。

原子物理学复习总结提纲

第一章原子的位形：卢瑟福模型一、学习要点1、原子的质量和大小R ~10-10m , N A =⨯1023mol -1,1u=⨯10-27kg 2、原子核式结构模型 1汤姆孙原子模型2α粒子散射实验：装置、结果、分析 3原子的核式结构模型 4α粒子散射理论：库仑散射理论公式：221212200cot cot cot 12422242C Z Z e Z Z e a b E m v θθθπεπε===⋅'⋅ 卢瑟福散射公式：222124401()4416sin sin 22Z Z e a d d dN N nAt ntN E A θθπεΩΩ'== 2sin d d πθθΩ=实验验证:1422sin ,,Z , ,2A dN t E n N d θρμ--'⎛⎫∝= ⎪Ω⎝⎭,μ靶原子的摩尔质量微分散射面的物理意义、总截面24()216sin2a d db db σθπθΩ==()022212244()114416sin 22Z Z e d a d E Sin σθσθθθπε⎛⎫≡== ⎪Ω⎝⎭ 5原子核大小的估计:α粒子正入射0180θ=：：2120Z Z 14m ce r a E πε=≡ ,m r ～10－15－10－14m第一章自测题1. 选择题1原子半径的数量级是：A ．10－10cm; -8m C. 10-10m -13m2原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中：A.绝大多数α粒子散射角接近180︒B.α粒子只偏2︒～3︒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用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰,测量金原子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 25动能E K =40keV 的α粒子对心接近Pbz=82核而产生散射,则最小距离为m ：1010-⨯ 1210-⨯ ⨯ ⨯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2 C.1 D .47在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少A. 168在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为：A ．4:1 B.2:2 C.1:4 :89在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：A ．质子的速度与α粒子的相同；B ．质子的能量与α粒子的相同；C ．质子的速度是α粒子的一半；D ．质子的能量是α粒子的一半2. 填空题1α粒子大角散射的结果证明原子结构为核式结构 .2爱因斯坦质能关系为 2E mc = . 31原子质量单位u= MeV/c 2.4 204e πε= . 3．计算题习题1-2、习题1-3、习题1-5、习题1-6.4．思考题1、什么叫α粒子散射汤姆孙模型能否说明这种现象小角度散射如何大角度散射如何2、什么是卢瑟福原子的核式模型用原子的核式模型解释α粒子的大角散射现象;3、卢瑟福公式的导出分哪几个步骤4、由卢瑟福公式,可以作出什么可供实验检验的结论3、α粒子在散射角很小时,发现卢瑟福公式与实验有显著偏离,这是什么原因4、为什么说实验证实了卢瑟福公式的正确性,就是证实了原子的核式结构5、用较重的带负电的粒子代替α粒子作散射实验会产生什么结果中性粒子代替α粒子作同样的实验是否可行为什么6、在散射物质比较厚时,能否应用卢瑟福公式为什么第二章原子的量子态：玻尔模型一、学习要点：1、背景知识1黑体辐射：黑体、黑体辐射、维恩位移律、普朗克黑体辐射公式、能量子假说 2光电效应：光电效应、光电效应实验规律、爱因斯坦方程、光量子光子 3氢原子光谱：线状谱、五个线系记住名称、顺序、里德伯公式2211()R n nν=-'、光谱项()2nRn T =、并合原则：()()T n T n ν'=-2、玻尔氢原子理论：1玻尔三条基本假设2圆轨道理论：氢原子中假设原子核静止,电子绕核作匀速率圆周运动222200002244,0.053Z Z n e e n r n a a nmm e m e πεπε===≈;13714,Z Z 40202≈===c e n c n e c e n πεααπευ；()24222220Z Z 1()42e n m e R hc E hcT n n nπε∞=-=-=-,n ＝１,2,3,…… 3实验验证：a 里德伯常量的验证()()22111[]H R T n T n n n νλ'≡=-=-',(1)e A A m R R R m ∞==+ 类氢离子22211[]A A R Z n n ν=-' b 夫朗克－赫兹实验：原理、装置、.结果及分析；原子的电离电势、激发电势 3、椭圆轨道理论n 称为主量子数, n=1,2,3……; l 称角量子数,n 取定后,l=0,1,2,…,n-1; 4、碱金属原子由于原子实极化和轨道贯穿效应,使得价电子能量降低相当于Z>1 ; 光谱四个线系：第二章自测题1．选择题1若氢原子被激发到主量子数为n 的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：A ．n-1B .nn-1/2C .nn+1/2D .n2氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的线系限波长分别为： 4 和R/9 和R/4 C.4/R 和9/R R 和4/R3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. Rhc 4e D. Rhc/e4氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是： A ．和 B –和和; D. –和5由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a 的数值是：1010-⨯ -10m C. ×10-12m ×10-12m6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αH 线,则至少需提供多少能量eVA.13.6B.12.09C. 氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动,按照玻尔理论在观测时间内最多能看到几条线.6 C9氢原子光谱由莱曼、巴耳末、帕邢、布喇开系…组成.为获得红外波段原子发射光谱,则轰击基态氢原子的最小动能为:A . eV . 75eV10用能量为的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线不考虑自旋；.10 C12按照玻尔理论基态氢原子中电子绕核运动的线速度约为光速的： 10倍 100倍 C .1/137倍 237倍13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的结构的“正电子素”那么该“正电子素”由第一激发态跃迁时发射光谱线的波长应为：A ．3∞R /8 ∞R 4 C.8/3∞R 3∞R14电子偶素是由电子和正电子组成的原子,基态电离能量为：B.+C.+ 根据玻尔理论可知,氦离子H e +的第一轨道半径是： A ．20a B. 40a C. 0a /2D. 0a /416一次电离的氦离子 H e +处于第一激发态n=2时电子的轨道半径为：⨯-10m ⨯-10m ⨯-10m ⨯-10m 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 ． B.-54.4 C. 在H e +离子中基态电子的结合能是：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2．计算题1、试由氢原子里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势.2、能量为的电子射入氢原子气体中,气体将发出哪些波长的辐射3、已知氢和重氢的里德伯常数之比为,而它们的核质量之比为m H /m D =.计算质子质量与电子质量之比. 解: 由He H m m R R /11+=∞和D e D m m R R /11+=∞知:999728.0/1/50020.01/1/1=++=++=He He H e D e D H m m m m m m m m R R 解得: 5.1836/=e H m m4、已知锂原子光谱主线系最长波长nm 7.670=λ,辅线系系限波长nm 9.351=∞λ,求锂原子第一激发电势和电离电势;5、钠原子基态为3s,已知其主线系第一条线共振线波长为,漫线系第一条线的波长为,基线系第一条线的波长为,主线系的系限波长为,试求3S,3P,3D,4F 各谱项的项值;3．思考题1、解释下列概念：光谱项、定态、简并、电子的轨道磁矩、对应原理.2、简述玻尔对原子结构的理论的贡献和玻尔理论的地位与不足.3、为什么通常总把氢原子中电子状态能量作为整个氢原子的状态能量4、对波尔的氢原子在量子态时,势能是负的,且数值大于动能,这意味着什么当氢原子总能量为正时,又是什么状态5、为什么氢原子能级,随着能量的增加,越来越密6、解释下述的概念或物理量,并注意它们之间的关系:激发和辐射；定态、基态、激发态和电离态；能级和光谱项：线系和线系限；激发能,电离能；激发电位、共振电位、电离电位；第三章量子力学导论一、学习要点1．德布罗意假设： 1内容： ων ==h E , n k k hp λπλ2,===2实验验证：戴维孙—革末试验电子λ≈nm 2．测不准关系：2 ≥∆⋅∆x p x , 2≥∆⋅∆E t ； 3．波函数及其统计解释、标准条件、归一化条件薛定谔方程、定态薛定谔方程、定态波函数、定态 4．量子力学对氢原子的处理第三章自测题1．选择题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.所有粒子具有二相性 2德布罗意假设可归结为下列关系式： A .E=h υ, p=λh ; =ω ,P=κ ; C. E=h υ ,p =λ ; D. E=ω ,p=λ4基于德布罗意假设得出的公式λ=nm 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；；；2．简答题1波恩对波函数作出什么样的解释长春光机所19992请回答测不准关系的主要内容和物理实质.长春光机所1998第四章原子的精细结构：电子自旋一、学习要点1．电子自旋1实验基础与内容：电子除具有质量、电荷外,还具有自旋角动量()1,(2S s s s =+=称自旋角量子数和自旋磁矩,3s s B ee S m μμμ=-=. 自旋投影角动量1,2z s s S m m ==±称自旋磁量子数 2单电子角动量耦合：总角动量()1,02,1,02l l J j j j l ⎧±≠⎪⎪=+=⎨⎪=⎪⎩,称总角量子数内量子数、副量子数；总角动量的投影角动量()j j j j m m p j j jz ,1,,1,,----== ,称总磁量子数3描述一个电子的量子态的四个量子数：强场：s l m m l n ,,,；弱场：j m j l n ,,,原子态光谱项符号 j s L n12+S 态不分裂, ,,,,G F D P 态分裂为两层2．原子有效磁矩 J J P me g2-=μ, )1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g 3．碱金属原子光谱和能级的精细结构⑴原因：电子自旋—轨道的相互作用. ⑵能级和光谱项的裂距； ⑶选择定则：1±=∆l ,1,0±=∆j画出锂、钠、钾原子的精细结构能级跃迁图.4. 外磁场对原子的作用2原子受磁场作用的附加能量:B g M B E B J J μμ=⋅-=∆附加光谱项()1-m 7.464~,~4B mceB L L g M mc eB gM T J J ≈===∆ππ 能级分裂图3史—盖实验；原子束在非均匀磁场中的分裂212J B dB L s M g m dz v μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭原子,m 为原子质量4塞曼效应：光谱线在外磁场中的分裂,机制是原子磁矩与外磁场的相互作用,使能级进一步的分裂所造成的. 塞曼效应的意义①正常塞曼效应：在磁场中原来的一条谱线分裂成3条,相邻两条谱线的波数相差一个洛伦兹单位L ~Cd 6438埃红光1D 2→1P 1 氦原子 66781埃 1D 2→1P 1②反常塞曼效应：弱磁场下：Na 黄光：D 2线 5890埃 2P 3/2→2S 1/21分为6；D 1线5896埃 2P 1/2→2S 1/21分为4Li 2D 3/2→2P 1/2格罗春图、相邻两条谱线的波数差、能级跃迁图选择定则 )(1);(0);(1+-+-=∆σπσJ M垂直磁场、平行磁场观察的谱线条数及偏振情况第四章自测题1．选择题1单个f 电子总角动量量子数的可能值为： A. j =3,2,1,0； B .j=±3； C. j= ±7/2 , ± 5/2; D. j= 5/2 ,7/22单个d 电子的总角动量投影的可能值为：,3 ； ,4 ； C.235, 215； 2, 5/2 . 3d 电子的总角动量取值可能为： A.215,235; B . 23,215; C. 235,263; D. 2,65产生钠的两条黄色谱线的跃迁是：2→2S 1/2 , 2P 1/2→2S 1/2; B. 2S 1/2→2P 1/2 , 2S 1/2→2P 3/2;C. 2D 3/2→2P 1/2, 2D 3/2→2P 3/2;D. 2D 3/2→2P 1/2 , 2D 3/2→2P 3/2 8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10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A.主线系；B.锐线系；C.漫线系；D.基线系11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.0=∆l ; B. 0=∆l 或±1; C. 1±=∆l ; D. 1=∆l12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 .32S 1/2； 2； C .32P 1/2; D .32D 3/213下列哪种原子状态在碱金属原子中是不存在的：A .12S 1/2; B. 22S 1/2; C .32P 1/2; D. 32S 1/214对碱金属原子的精细结构12S 1/2 12P 1/2, 32D 5/2, 42F 5/2,32D 3/2这些状态中实际存在的是： 2,32D 5/2,42F 5/2; 2 ,12P 1/2, 42F 5/2; 2,32D 5/2,32D 3/2; 2, 42F 5/2,32D 3/2 15在正常塞曼效应中,沿磁场方向观察时将看到几条谱线：A ．0；；；17B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩g ＝2／3是 A.B μ33； B. B μ32； C. B μ32 ； D. B μ22. 21若原子处于1D 2和2S 1/2态,试求它们的朗德因子g 值： A ．1和2/3；和2/3；和4/3；和2 22由朗德因子公式当L=S,J≠0时,可得g 值： A ．2；； 2； 423由朗德因子公式当L=0但S≠0时,可得g 值： A ．1； 2；；24如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值：3； 3；； 2 25某原子处于4D 1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为： A ．2个；个； C.不分裂；个26判断处在弱磁场中,下列原子态的子能级数那一个是正确的：2分裂为2个；分裂为3个； C.2F 5/2分裂为7个；分裂为4个27如果原子处于2P 3/2态,将它置于弱外磁场中时,它对应能级应分裂为：个个个个28态1D 2的能级在磁感应强度B 的弱磁场中分裂多少子能级个个个个29钠黄光D 2线对应着32P 3/2→32S 1/2态的跃迁,把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂：条条条条32使窄的原子束按照施特恩—盖拉赫的方法通过极不均匀的磁场 ,若原子处于5F 1态,试问原子束分裂成A.不分裂条条条 331997北师大对于塞曼效应实验,下列哪种说法是正确的A ．实验中利用非均匀磁场观察原子谱线的分裂情况；B ．实验中所观察到原子谱线都是线偏振光；C ．凡是一条谱线分裂成等间距的三条线的,一定是正常塞曼效应；D．以上3种说法都不正确.2．简答题1碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么造成碱金属原子精细能级的原因是什么为什么S态不分裂,,GDP态分裂为两层F,,,3．计算题教材4-2、4-4、4-5、4-6、4-10、4-121锂原子的基态是S3激发态的锂原子向低能级跃迁时,可能产生几条谱线2,当处于D不考虑精细结构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波数表达式. 试画出有关的能级跃迁图,在图中标出各能级的光谱项符号,并用箭头都标出各种可能的跃迁. 中科院20012分析4D1/2态在外磁场中的分裂情况 .3在Ca的一次正常塞曼效应实验中,从沿磁场方向观察到钙的谱线在磁场中分裂成间距为的两条线,试求磁场强度. 电子的荷质比为×1011C/kg2001中科院固体所；Ca原子3F2 3D2跃迁的光谱线在磁场中可分裂为多少谱线它们与原来谱线的波数差是多少以洛仑兹单位表示若迎着磁场方向观察可看到几条谱线它们是圆偏振光,线偏振光,还是二者皆有中科院第五章多电子原子：泡利原理一、学习要点1. 氦原子和碱土金属原子：氦原子光谱和能级正氦三重态、仲氦单态2. 重点掌握L－S耦合,了解j－j耦合3.洪特定则、朗德间隔定则、泡利不相容原理；4.两个价电子原子的电偶极辐射跃迁选择定则；5．元素周期律：元素周期表,玻尔解释.6．原子的电子壳层：主壳层：K ＬＭＮO P Q次壳层、次支壳层电子填充壳层的原则：泡利不相容原理、能量最小原理7．原子基态的电子组态P228表第五章自测题1．选择题2氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为：；；；4氦原子有单态和三重态两套能级,从而它们产生的光谱特点是:A.单能级各线系皆为单线,三重能级各线皆为三线；B.单重能级各线系皆为双线,三重能级各线系皆为三线；C.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系皆为双线;D.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系较为复杂,不一定是三线.5下列原子状态中哪一个是氦原子的基态；; ; D．1S0;7氦原子有单态和三重态,但1s1s3S1并不存在,其原因是:A.因为自旋为1/2,l 1=l2=0 故J=1/2 ;B.泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在;C.因为三重态能量最低的是1s2s3S1;D.因为1s1s3S1和 1s2s3S1是简并态8若某原子的两个价电子处于2s2p组态,利用L－S耦合可得到其原子态的个数是：； ; ; .94D3/2 态的轨道角动量的平方值是：３ 2 ; ; ２ 2; D.２ 210一个p电子与一个s电子在L－S耦合下可能有原子态为：,1,2, 3S1 ; B.3P0,1,2 ,1S0; ,3P0,1,2 ; ,1P111设原子的两个价电子是p电子和d电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有：个；个；个；个；12电子组态2p4d所形成的可能原子态有：A．1P ３P １F ３F； B. 1P 1D 1F 3P 3D 3F;C．3F 1F; 1P 1D 3S 3P 3D.13铍Be原子若处于第一激发态,则其电子组态：；； ;14若镁原子处于基态,它的电子组态应为：A．2s2s15电子组态1s2p所构成的原子态应为:A．1s2p1P1 , 1s2p3P2,1,0 ,1s2p3S1C．1s2p1S0, 1s2p1P1 , 1s2p3S1 , 1s2p3P2,1,0; ,1s2p1P116判断下列各谱项中那个谱项不可能存在:A.3F2; 2; C.2F7/2; 218在铍原子中,如果3D1,2,3对应的三能级可以分辨,当有2s3d3D1,2,3到2s2p3P2,1,0的跃迁中可产生几条光谱线A．6 .3 C19钙原子的能级应该有几重结构A．双重； B.一、三重； C.二、四重； D.单重20元素周期表中：A.同周期各元素的性质和同族元素的性质基本相同；B.同周期各元素的性质不同,同族各元素的性质基本相同C.同周期各元素的性质基本相同,同族各元素的性质不同D.同周期的各元素和同族的各元素性质都不同21当主量子数n=1,2,3,4,5,6时,用字母表示壳层依次为：ＬＭＯＮＰ；Ｂ.ＫＬＭＮＯＰ；C.ＫＬＭＯＰＮ；D.ＫＭＬＮＯＰ；23在原子壳层结构中,当l＝０,１,２,３,…时,如果用符号表示各次壳层,依次用下列字母表示：Ａ.ｓ,ｐ,ｄ,ｇ,ｆ,ｈ．．．．Ｂ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｈ,ｇ．．．Ｃ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｇ,ｈ．．．Ｄ.ｓ,ｐ,ｄ,ｈ,ｆ,ｇ．．．24电子填充壳层时,下列说法不正确的是：Ａ.一个被填充满的支壳层,所有的角动量为零；Ｂ.一个支壳层被填满半数时,总轨道角动量为零；Ｃ.必须是填满一个支壳层以后再开始填充另一个新支壳层；Ｄ.一个壳层中按泡利原理容纳的电子数为２n225实际周期表中,每一周期所能容纳的元素数依次为：Ａ.２,８,１８,３２,５０,７２；Ｂ.２,８,１８,１８,３２,５０；Ｃ.２,８,８,１８,３２,５０；Ｄ.２,８,８,１8,１８,３２.26按泡利原理,主量子数n确定后可有多少个状态Ａ.n2; Ｂ.22l+1; Ｃ.2j+1; Ｄ.2n227某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s3p,此原子是：Ａ.处于激发态的碱金属原子；Ｂ.处于基态的碱金属原子；Ｃ.处于基态的碱土金属原子；Ｄ.处于激发态的碱土金属原子；28氩Ｚ＝１８原子基态的电子组态及原子态是：Ａ.1s22s22p63p８1S0; Ｂ.1s22s22p6２p63d83P0Ｃ.1s22s22p6 3s23p61S0; Ｄ. 1s22s22p63p43d22D1/229某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s２3p６5g1,此原子是：Ａ.处于激发态的碱土金属原子；Ｂ.处于基态的碱土金属原子；Ｃ.处于基态的碱金属原子；Ｄ.处于激发态的碱金属原子.30有一原子,n=1,2,3的壳层填满,4s支壳层也填满,4p支壳层填了一半,则该元素是：Ａ.BrZ=35; Ｂ.RrZ=36; Ｃ.VZ=23; Ｄ.AsZ=3331由电子壳层理论可知,不论有多少电子,只要它们都处在满壳层和满支壳层上,则其原子态就都是：Ａ.３Ｓ０；Ｂ.１Ｐ１；Ｃ.２Ｐ１／２；Ｄ.１Ｓ0.32氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：Ａ.１Ｐ１；Ｂ.３Ｓ１；Ｃ.１Ｓ０；Ｄ.３Ｐ０.2．简答题1简要解释下列概念：泡利不相容原理、洪特定则、朗德间隔定则、能量最小原理、莫塞莱定律.2L-S耦合的某原子的激发态电子组态是2p3p,可能形成哪些原子态若相应的能级顺序符合一般规律,应如何排列并画出此原子由电子组态2p3p向2p3s可能产生的跃迁.首都师大19983写出铍原子基态、第一激发态电子组态及相应光谱项.1991中山大学3．计算题1已知氦原子基态的电子组态是1s1s,若其中一个电子被激发到3s态,问由此激发态向低能态跃迁时,可以产生几条光谱线要求写出相关的电子组态及相应的原子态,并画出能级跃迁图;2镁原子基态的价电子组态是3s3s,若其中一个价电子被激发到4s态,从该激发态向低能级有哪些跃迁写出相关的各电子组态及其相应的原子态,并作出能级跃迁图;一教材习题：杨书P255--256：5—2、5—4、5—5、5—8、5—9、5—11第六章X射线一、学习要点１．x射线的产生与性质２．x射线的连续谱３．x射线的标识谱、莫塞莱定律；４．x射线的吸收、吸收限；５. 康普顿效应第六章自测题1．选择题１伦琴连续光谱有一个短波限 min,它与：Ａ.对阴极材料有关；Ｂ.对阴极材料和入射电子能量有关；Ｃ.对阴极材料无关,与入射电子能量有关；Ｄ.对阴极材料和入射电子能量无关.２原子发射伦琴射线标识谱的条件是：Ａ.原子外层电子被激发；Ｂ.原子外层电子被电离；Ｃ.原子内层电子被移走；Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强.３各种元素的伦琴线状谱有如下特点：Ａ.与对阴极材料无关,有相仿结构,形成谱线系；Ｂ.与对阴极材料无关,无相仿结构,形成谱线系；Ｃ.与对阴极材料有关,无相仿结构,形成谱线系；Ｄ.与对阴极材料有关,有相仿结构,形成谱线系.2．简答题1简述康普顿散射实验原理、装置、过程和结果分析,如何用该实验来测定普朗克常数2简述X 射线连续谱的特点、产生机制. 什么是轫致辐射3简述X 射线标识谱的特点、产生机制. 写出K 线系的莫塞莱定律.3．计算题教材习题6-2、6-2、6-3、6-5、6-6第七章原子核物理概论一、学习要点１．原子核的基本性质１质量数Ａ和电荷数Ｚ；２核由Ａ个核子组成,其中Ｚ个质子p 和N=Ａ－Ｚ个中子n ；３原子核的大小:Ｒ＝r 0A 1/3 , r 0≈ ~⨯10-15 m ,ρ=1014 t/m 3═常数 5核磁矩：I p I P m e g2=μ, 核磁子B p m e μβ183612≈= 6原子核的结合能、平均结合能、平均结合能曲线E = Zm p +A -Z m n -M N c 2=ZM H +A -Z m n -M A c 2, 1uc 2= ,AEE = 2.核的放射性衰变： 1α、β、γ射线的性质2指数衰变规律：t e N N λ-=0 ,te m m λ-=0 ,λ2ln =T ,λτ1=放射性强度：000,N A e A A tλλ==-5．核反应1历史上几个著名核反应 2守恒定律3核反应能及核反应阈能及其计算 4核反应截面和核反应机制 5核反应类型6重核裂变裂变方程、裂变能、裂变理论、链式反应 7轻核裂变聚变能、热核聚变的条件、类型等第七章自测题1．选择题1可以基本决定所有原子核性质的两个量是：A 核的质量和大小 B.核自旋和磁矩 C.原子量和电荷 D.质量数和电荷数 2原子核的大小同原子的大小相比,其R 核／R 原的数量级应为： A ．105 .103 C3原子核可近似看成一个球形,其半径R 可用下述公式来描述：＝r 0A 1/3 B. R ＝r 0A 2/3 C. R ＝3034r π =334A π6氘核每个核子的平均结合能为,氦核每个核子的平均结合能为 MeV .有两个氘核结合成一个氦核时A.放出能量 MeV;B.吸收能量 MeV;C.放出能量 MeV;D.吸收能量 MeV ,7由A 个核子组成的原子核的结合能为2mc E ∆=∆,其中m ∆指个质子和A-Z 个中子的静止质量之差；个核子的运动质量和核运动质量之差; C. A 个核子的运动质量和核静止质量之差； D. A 个核子的静止质量和核静止质量之差9原子核的平均结合能随A 的变化呈现出下列规律A.中等核最大,一般在~ MeV ;B.随A 的增加逐渐增加,最大值约为 MeV ;C. 中等核最大,一般在 MeV ；D.以中等核最大,轻核次之,重核最小. 10已知中子和氢原子的质量分别为和,则12C 的结合能为 A.17.6 MeV ； MeV ； MeV ； MeV .11放射性原子核衰变的基本规律是te N N λ-=0,式中N 代表的物理意义是A. t 时刻衰变掉的核数；B. t=0时刻的核数;C. t 时刻尚未衰变的核数；D. t 时刻子核的数目.12已知某放射性核素的半衰期为2年,经8年衰变掉的核数目是尚存的倍; 倍; 倍; 倍.131克铀23892U 在1秒内发射出⨯104个α粒子,其半衰期为A.3.4⨯1019秒;B. ⨯1017秒；C. ⨯1017秒；D. ⨯10-18秒.14钍23490Th 的半衰期近似为25天,如果将24克Th 贮藏150天,则钍的数量将存留多少克；；； .21已知核2H 、3H 、4He 的比结合能分别为、、,则核反应2H+3H 、→4He+n 的反应能为A.3.13MeVB. D .–22235U 核吸收一个热中子之后,经裂变而形成13954Xe 和9438Sr 核,还产生另外什么粒子A.两个中子;B.一个氘核;C.一个氘核和一个质子;D.三个中子. 24一个235U 吸收一个慢中子后,发生的裂变过程中放出的能量为； B. 100MeV ； C .200MeV ；核力的力程数量级以米为单位A .10-15； B. 10-18；； D. 10-13.26下述哪一个说法是不正确的A.核力具有饱和性;B.核力与电荷有关;C.核力是短程力;D.核力是交换力.2．简答题1解释下列概念：核电四极矩、核力及其性质、核衰变能、核反应能、裂变能、聚变能、链式反应、核反应截面、热核反应、核反应阈能、K俘获、俄歇电子、内转换、. 内转换电子.2何谓衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性强度放射性核素的衰变规律如何3原子核的平均结合能曲线有何特点3．计算题教材7-1、7-2、7-3、7-81算出73Lip, 42He的反应能.已知：11H ：, 42He:, 73Li:.2如果开始时放射性物质中含有1克234U,则经过两万年,还有多少未衰变的234U那时它的放射性强度是多少234U的半衰期为×105年2000首都师大314C的半衰期为5500年,写出14C的衰变方程. 如果生物体死后就再没有14C进入体内,现在测得一棵死树的14C放射性强度为活树的1/3,试估算该树已死了多少年1998中科院原子物理复习题1、由氢原子里德伯常数计算氢原子光谱巴尔末系莱曼系中波长最长和最短的谱线波长;2、由氢原子里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势;3、已知Li 原子的第一激发电势为,基态的电离电势为,试求Li 原子光谱主线系最长波长和辅线系系限波长的值;1240hc nm eV =⋅4、已知Li 原子光谱主线系最长波长为,辅线系系限波长为, 试求Li 原子的第一激发电势和基态的电离电势;5、试求原子态2P 3/2状态下的的轨道角动量和磁矩、自旋角动量和磁矩和总角动量和磁矩;6、写出下列原子的基态的电子组态和原子态： 11Na,12Mg, 13Al;7、在斯特恩－盖拉赫实验中,极不均匀的横向磁场梯度为 1.0/zB T cm z∂=∂,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32P 的氧原子,或加热炉温度原子的动能k E =2210-⨯eV;试问在屏上应该看到几个条纹相邻条纹边沿成分间距是多少 410.578810B eV T μ--=⨯⋅8、在施特恩-盖拉赫实验中,基态的氢原子21/2S 从温度为400K 的加热炉中射出,在屏上接收到两条氢束线,间距为;若把氢原子换成氯原子基态为23/2P ,其它实验条件不变,在屏上可以接收到几条氯束线其相邻两束的间距为多少9、氦原子基态的电子组态是1s1s,若其中有一个电子被激发到3s 态;从形成的激发态向低能态跃迁有几种光谱跃迁要求写出与跃迁有关的电子组态及在L-S 耦合下各电子组态形成的原子态;并画出相应的能级跃迁图;10、铍原子基态的电子组态是2s2s,若其中有一个电子被激发到3s 态;从形成的激发态向低能态跃迁有几种光谱跃迁要求写出与跃迁有关的电子组态及在L-S 耦合下各电子组态形成的原子态;并画出相应的能级跃迁图;。

原子核物理学的研究进展

原子核物理学的研究进展原子核物理学是研究原子核物理性质和结构的一个领域，它是现代物理学中的重要分支。

原子核是构成原子的基本单位，其中包含着原子中几乎全部的质量。

原子核的性质和结构对于理解原子核稳定性、核变化、核聚变等重要问题有着重要的意义。

随着技术的进步和实验方法的不断创新，原子核物理学的研究进展日益突出，以下是对此的分析和总结。

一、精细的实验方法原子核物理学的实验方法不断创新，取得了巨大的进展。

研究中，利用精良的实验方法来探测基本粒子和原子核的内部结构，也是基础物理学研究的重要方向之一。

其中，实验原理和实验技术不断推陈出新，但目的并不是为了证明一些已经形成的理论，而是为了探索一些未曾解决或无法解决的问题。

一个具有代表性的实例便是现在的重离子对撞机，如欧洲核子中心(European Organization for Nuclear Research，CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider，LHC)和美国布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)的重离子对撞机(RHIC)等。

这些实验设备可以创造极为高能的离子束流，并且在对撞点处发生高强度的离子流的碰撞。

由于离子在撞击时能量的传递和核子之间的相互作用，它们会释放出大量的新粒子，其中一部分被观察探测器测量和记录下来。

通过研究粒子的物理特性和相关物理量的生成将有助于进一步探索原子核的结构和属性。

二、新型设备的发展在原子核物理学研究中，新型设备的发展同样对推动研究进展起到了积极作用。

德国的自由电子激光X光装置(Free Electron Laser in Hamburg) ，特别是美国国家超导强磁体实验室(National High Magnetic Field Laboratory)、俄勒冈大学的核反应堆等设备的出现，都极大地促进了原子核物理学的研究，并为该领域的发展提供了强大支持。

我国原子分子物理研究的一些新进展

我国原子分子物理研究的一些新进展近年来，我国在原子分子物理领域取得了一系列重要的研究成果，为推动科技创新和国家发展做出了重要贡献。

下面将从几个方面介绍我国原子分子物理研究的一些新进展。

一、原子分子物理实验技术的突破我国的原子分子物理实验技术在世界范围内处于领先地位。

科研人员们通过不断创新和改进，发展出了一系列高精度的实验方法和仪器设备。

例如，我国的冷原子实验室已经成功实现了玻色-爱因斯坦凝聚和费米-爱因斯坦凝聚的制备，这一突破为研究超冷原子物理和量子信息领域提供了强有力的实验基础。

二、原子分子物理理论研究的深入我国的原子分子物理理论研究水平也在不断提高。

科研人员们通过对原子和分子结构、性质和相互作用的深入研究，取得了一系列重要的理论成果。

例如，在相对论量子力学领域，我国学者提出了一种新的相对论量子力学方程，成功解决了传统方程在高速和强场条件下的局限性，推动了该领域的发展。

三、原子分子物理在能源领域的应用原子分子物理在能源领域的应用也取得了一些新的进展。

科研人员们通过研究原子和分子的能级结构和反应性质，开发了一系列新型的能源材料和技术。

例如，利用原子和分子的量子特性，我国的科研团队成功研发出了高效的光催化剂，实现了太阳能的高效转化和利用，为可再生能源的发展做出了重要贡献。

四、原子分子物理在生命科学中的应用原子分子物理在生命科学中的应用也日益受到重视。

科研人员们通过研究原子和分子的结构和相互作用，揭示了生物分子的功能机制和生物过程的基本规律。

例如，我国的科研团队通过研究氨基酸的原子结构和相互作用，成功解析了蛋白质的三维结构，为药物设计和疾病治疗提供了重要的理论基础。

我国在原子分子物理研究领域取得了一系列重要的新进展。

这些成果不仅推动了科技创新和国家发展，也为解决重大科学和社会问题提供了重要的理论和实验支持。

相信在未来的研究中，我国的原子分子物理研究将继续取得新的突破，为推动科学进步和社会发展做出更大的贡献。

中国最近10年在原子物理领域研究取得的成就以及意义

中国最近10年在原子物理领域研究取得的成就以及意义中国在原子物理领域取得了一系列重要的成就，这些成就对中国乃至全球的科学研究和应用具有重要意义。

以下是中国在原子物理领域近10年的主要成就和意义：1. 首次实现了千亿电子伏特（GeV）级别的线加速器。

线加速器是用来加速带电粒子的装置，因其高能、高精度的特点在高能物理和核物理研究中非常重要。

中国的千亿电子伏特级别线加速器将有助于更深入地研究基本粒子和宇宙起源等重要科学问题。

2. 实现了自由电子激光装置的高倍频。

自由电子激光是一种同步辐射源，具有非常高的亮度和极短的脉冲时间，被广泛应用于材料科学、生物医学和化学等领域的研究。

中国的高倍频自由电子激光装置将提供更高能量、更短脉冲和更细分辨率的激光，有助于推动相关领域的前沿科学研究和技术创新。

3. 实现了原子核物理实验的突破。

中国成功研制了超高能质子-质子对撞机和等离子体聚变实验设备，为原子核物理研究提供了更强的实验条件。

这些实验设备的建设和运行有助于深入理解原子核结构和性质，探索核能与聚变能的可持续发展，为核能技术和能源问题提供科学依据。

4. 成功实现了量子通信卫星的发射和运行。

中国发射了世界上第一颗量子通信卫星“墨子号”，并建立了全球首个地面-卫星量子保密通信示范网。

该系统利用量子纠缠和量子密钥分发等量子力学原理，实现了绝对安全的通信，具有重大意义。

这将推动信息安全领域的技术创新和应用，为未来量子通信网络的发展奠定基础。

这些成就表明了中国在原子物理领域的高水平科学研究和技术创新能力，并具有深远的意义。

这些研究成果不仅为解决基础科学问题提供了重要突破口，还为相关领域的应用开发和技术创新提供了新的可能性。

此外，中国在原子物理领域的发展还有助于推动国内科技实力的提升，增强国家综合实力和国际竞争力。

物理学中的原子物理和凝聚态物理学

物理学中的原子物理和凝聚态物理学在自然科学领域中，物理学被认为是最基础的学科之一。

而物理学又包含了许多分支学科，比如：力学、电学、热学等等。

其中，原子物理和凝聚态物理学是两个比较重要的研究领域。

它们研究的是微观世界中微粒（如：原子、分子）的运动，以及它们如何组成宏观物质的规律。

本文将从物理学入手，探讨原子物理和凝聚态物理学这两个学科的研究内容和应用领域。

一、原子物理原子物理学是研究原子结构、原子谱线和原子碰撞等基础理论和实验，它用来解释许多重要的物理现象，如：能谱学、电介质迁移现象和等离子体物理学。

原子物理学内部领域很多，涵盖了原子的结构，原子中电荷的分布，原子的振动，自旋等等多个方面。

原子的结构是原子物理学的基础，它研究的是原子的成分和组成、各种原子元素的性质以及它们如何相互作用。

原子由电子、质子、中子组成，而电子是构成物质的基本粒子。

原子物理学最早是由约瑟夫·汤姆逊提出了原子模型，认为原子由电子和原子核组成，但随后由于发现了质子和中子等粒子，原子模型也相应地被及时地修正。

原子的振动和自旋也是原子物理中的重要研究内容。

原子具有波粒二象性，且它在气态状态下振动的方式和它的几何结构有很大的关系。

典型的振动包括电子的振动和原子中电荷的分布的振动。

而原子的自旋是指原子中电子围绕自己的轴向旋转速度。

自旋对原子的化学特性有着很大的影响，在光谱学、光子学和非线性光学研究时，自旋的作用也被广泛应用。

二、凝聚态物理学凝聚态物理学是研究物质如何组成凝聚物、凝聚物的特性以及凝聚物行为的科学。

它主要涉及的是凝聚态物理和材料物理学等若干个方面。

和原子物理不同的是，凝聚态物理更加注重物质的宏观形态和性质分析。

物质的状态分为固态、液态和气态等形态，凝聚态物理学主要关注的是固态物质中凝聚态的物理特性。

这些特性包括固体各种性质，如密度、电导率、热导率、摩擦系数等等。

凝聚态物理在新材料研发、半导体领域应用广泛，是当今信息科技、纳米科技等各领域的基础之一。

原子物理01

原子物理学是在这一层次上，研究物质的结构、运动规律和相互作用的一门科学。
H.Becquerel (1852-1908)
J. J. Thomson (1856-1940)
J L Gay-Lussac (1778 –1850)
阿伏伽德罗定律：在相同的温度和压力条件下，同体积的任何气体含有的分子数相同。
A. Avogadro (1776 –1856)
§1.1物质的原子性--原子的质量与大小 (1) 元素的原子量
道尔顿定义了元素原子的相对质量：以H原子质量为1，其它元素原子的相对质量(原子量)可以通过化学反应定律确定。 1961年，国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)采用C元素在自然界中最丰富的同位素的原子为基准，设其原子量为12。 H：1.00794 O：15.9994
§1.1物质的原子性--原子的质量与大小
表1.1 部分固态金属物质的一般性质
元素锂Li 铝Al 铁Fe 铜Cu 银Ag 铅Pb Z 3 13 26 29 47 82 A 6.9 27.0 55.8 63.5 108 207 ρ (×103kg· m-3） 0.534 2.70 7.86 8.94 10.5 11.4 M （×10-26kg） 1.15 4.49 9.30 10.5 17.9 34.4 N VA R 28 -3 -29 3 （×10 m ）（×10 m ）（×10-10m） 4.66 6.02 8.48 8.48 5.85 3.32 2.15 1.66 1.18 1.18 1.71 3.02 1.53 1.41 1.25 1.25 1.42 1.72

§1.1物质的原子性--原子的质量与大小 (3) 原子的大小
单个原子平均占有的空间体积

原子物理学褚圣麟总结

原子物理学褚圣麟总结褚圣麟是中国享誉世界的物理学家，被誉为中国的"原子之父"。

他对原子物理学的研究做出了巨大贡献，并总结了许多重要的理论和实验成果。

本文将对褚圣麟的贡献进行深入探讨。

首先，我们来简要回顾一下褚圣麟的背景和成就。

褚圣麟出生于中国江苏省的一个农村家庭，他在贫困的环境中艰难成长。

然而，他在中学时期就展示了出色的数学和物理天赋。

他通过自学和刻苦努力，顺利考入中国最顶尖的大学——北京大学。

在褚圣麟的研究生时期，他开始对原子物理学展开深入研究。

他研究了原子核的结构和性质，取得了许多重要的发现。

其中最重要的成果之一是他的共振离子化动能实验。

通过这个实验，他成功地测定了各种原子的电离能，并得出了一系列有关原子结构和元素周期表的规律。

这一发现深刻地推动了原子物理学的发展，并对现代化学有着重要的影响。

褚圣麟在原子机构的研究中，还提出了一种被广泛应用的方法，称为"褚曲线"。

这种曲线可以用来描述原子核的振动模式，从而研究原子核的结构和性质。

褚曲线的发现不仅解决了当时原子核研究中的许多难题，也为今后的核物理研究提供了重要的理论基础。

除了对原子结构和核物理的研究外，褚圣麟还在原子光谱学领域做出了重要贡献。

他研究了稀土元素的光谱，发现了一系列新的谱线。

这些发现不仅填补了当时光谱学研究的空白，也为今后的元素分析和光谱学应用提供了参考。

总的来说，褚圣麟是中国原子物理学领域最杰出的科学家之一。

他通过自身的努力和天赋，取得了许多重要的理论和实验成果，对原子物理学的发展产生了深远的影响。

褚圣麟的研究成果不仅对中国的科学事业有着重要的意义，也对世界的科学界产生了积极的影响。

他的成就和贡献，激励着无数年轻人投身于原子物理学的研究。

他的故事和精神将永远激励着我们追求科学的道路。

最后，我们衷心希望能有更多的科学家像褚圣麟一样，坚持不懈地追求真理，为人类的进步和发展做出伟大的贡献。

让我们铭记褚圣麟的名字，传承他的精神，为实现一个更加美好的世界而努力奋斗。

原子物理杨福家

原子物理杨福家概述原子物理是研究原子及其组成部分的性质、结构和行为的学科。

它是现代物理学的基础，对于我们理解自然界的基本规律、解释化学现象以及开发新的技术应用具有重要意义。

杨福家（Fujia Yang）是一位著名的原子物理学家，对原子物理的研究做出了重要贡献。

在本文档中，我们将介绍杨福家在原子物理领域的研究成果，他的贡献以及对于原子物理学发展的影响。

杨福家的学术背景杨福家于1942年生于中国湖南省。

他在中国科学技术大学获得物理学学士学位后，前往美国继续深造。

他在1966年获得普林斯顿大学物理学博士学位，并进一步在该领域开展了辉煌的职业生涯。

杨福家的研究成果基础粒子物理杨福家在原子物理领域的主要贡献之一是对基础粒子的研究。

他通过利用高能粒子对撞实验，探索了粒子的内部结构和相互作用。

他的研究对于我们理解物质的基本构成以及宇宙的起源和演化具有重要意义。

原子结构和能级杨福家还致力于研究原子的结构和能级。

他使用光谱和激光等技术手段，对原子中电子的分布和运动进行了详细研究。

他的研究揭示了原子内部的微观结构以及电子在不同能级之间跃迁的机制。

原子核物理除了对原子的研究外，杨福家还关注原子核物理的探索。

他研究了原子核的结构和稳定性，以及不同核反应之间的关系。

他的研究有助于我们理解核能的利用和核子反应的应用。

杨福家的荣誉和奖项杨福家的杰出贡献得到了广泛认可，他荣获了众多荣誉和奖项。

其中包括：•1992年，当选为美国物理学会会士•1998年，获得美国国家科学基金会的杰出科学家奖•2005年，获得国际原子能机构的科学贡献奖杨福家的影响杨福家在原子物理领域的研究成果对于推动该领域的发展起到了重要作用。

他的研究不仅在学术界产生了广泛的影响，也在工业和技术领域发挥着重要的作用。

他的成果为原子物理学提供了新的理论和实验基础，并为相关技术的发展做出了重要贡献。

他的研究为我们理解物质的基本构成和相互作用提供了重要线索，对于推动科学和技术的进步具有重要意义。

2023年中科院物理所免试推免面试题目不完全整理

中科院物理所面试推免面试题目不完全整顿
我（第三批）被问到旳题目：
1. 狭义相对论公式，详细怎样推导出来（电磁、电动）
2. 氢原子半径公式及其详细数值（原子物理）
3. 电冰箱旳工作机制，规定说出详细怎么工作旳，氟利昂旳作用等（热学）
4. 怎样在试验室辨别金属，半导体，绝缘体（固体物理）
5. 一台电子显微镜能否辨别一种原子（辨别本领，艾里斑）（光学）
6. 什么算符跟什么算符对易（量子力学）
没学固体物理，就提前告诉老师你没学这本书
英语问题：talk about your college. 没有英语自我简介。

英语比重没有专业问题那么重要。

原子核物理学的新发现

原子核物理学的新发现一、概述原子核物理学是研究原子核性质、结构、相互作用及相关物理过程的学科。

随着科技的不断进步，原子核物理学的研究也在不断深入。

近年来，一些新的发现引起人们的广泛关注，本文将主要介绍其中几个突破性的成就。

二、量子相变相变指的是物质由一种状态转变为另一种状态的过程，如固体到液体、液体到气体等。

而量子相变则是在极低温度下、量子效应占主导作用时发生的相变。

2017年，瑞士洛桑联邦理工学院的科学家们在实验中成功地制造出一种人造量子晶体。

他们成功调控了原子之间的相互作用，成功实现了量子相变。

这一成果为未来开发基于量子学的信息存储和处理设备提供了科学依据。

三、中子星时钟的精度中子星是宇宙中一种极为稠密的星体，质量通常在1.4至2.1个太阳质量之间，体积约只有地球大小。

由于其磁场极为强大，发射出高能辐射，被广泛用于测定宇宙年龄和彻底了解宇宙演变。

2018年，美国匹兹堡大学的天文学家成功用中子星的自转频率进行测量，精度提高到了1/10亿，即比以往的测量方法精度提高了1000倍。

这个超高精度的中子星时钟将会在未来成为测量宇宙长度尺度、探索宇宙学未解之谜的重要工具。

四、量子调控技术目前，量子力学已经在通信和计算领域取得了突破性的发展。

而原子核物理学则为量子技术的开发提供了重要的支撑。

2019年，俄罗斯学者成功开发出一种新型量子调控技术。

该技术利用电磁场对原子中的电子反旋转的特性，可以精确调节原子的内部能级，最终实现原子精细控制。

这不仅有利于物理学和化学科学的研究，还为未来的量子计算机和量子通信提供了重要的技术手段。

五、结语原子核物理学是一门富有挑战和机遇的学科，其在物理和应用领域中的不断创新与突破，为人类社会发展带来了诸多的新机遇与新挑战。

相信在未来的日子里，原子核物理学的研究会更加深入，使我们对宇宙的认识和理解达到全新的水平。

[最新]原子物理学教材

《原子物理学》讲义教材：杨福家《原子物理学》高等教育出版社.2000.7第三版参考教材：褚圣麟《原子物理学》人民教育出版社.1979.6第一版作者简介：1936年6月出生于上海，著名科学家，中科院院士。

1958年复旦大学物理系毕业后留校任教，1960年担任复旦大学原子核物理系副主任。

此后历任中国科学院上海原子核研究所所长、复旦大学研究生院院长、复旦大学校长、上海市科协主席等职。

又受原本只有王室成员和有爵位的人才能担任校长的英国诺丁汉大学的聘请，于2001年出任该校第六任校长。

2004年兼任宁波诺丁汉大学校长。

1984年获国家级“有突出贡献的中青年专家”称号。

1991年当选为中国科学院院士，领导、组织并建成了基于加速器的原子、原子核物理实验室，完成了一批引起国际重视的研究成果。

撰有《原子物理学》、《应用核物理》等专著。

,,,,,课程简介：《原子物理学》是20世纪初开始形成的一门学科，主要研究物质结构的“原子”层次。

随着近代物理学的发展，原子物理学的知识体系也在不断更新和充实。

原子物理学的发展导致量子理论的发展，而量子力学又使原子物理学得以完善。

《原子物理学》这门课程是在经典物理课程（力学、热学、电磁学、光学）之后的一门重要必修课程。

它以力、热、光、电磁等课程的知识为基础，从物理实验规律出发，引进量子化概念，探讨原子、原子核及基本粒子的结构和运动规律，从微观机制解释物质的宏观性质，同时介绍原子物理学知识在现代科学技术上的重大应用。

本课程强调物理实验的分析、微观物理概念和物理图像的建立和理解。

通过本课程教学，使学生初步了解物质的微观结构和运动规律，了解物质世界中三个递进的结构层次，为学习量子力学和后续专业课程打下基础。

本课程注重智能方面的培养，力求讲清基本概念，而大多数问题需经学生通过阅读思考去掌握。

部分内容由学生自行学习。

本课程原则上采用SI 单位制，同时在计算中广泛采用复合常数以简化数值运算。