2009届高三二轮物理复习：原子物理
原子物理学总复习
段正路
2014年
1
第一章 原子的基本状况
重点： 1，原子的核式结构 2，α粒子散射实验的意义
2
1、卢瑟福的原子核式模型
原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子中央一 个很小的体积内，称为原子核。原子中的电子在核的周围 绕核运动。
2. α粒子的散射实验：
α粒子被静止核的库仑场散射的角度θ由下式决定
• Z：质子数 • A: 质量数
C4 0
20
a
原子核的角动量
P 核 LnSnLpSp
P核 I(I1)h
原子核的磁矩
I g
I(I1) he 2M
38
原子核的统计性：A为奇数的原子核属于费米子；A为偶 数的原子核属于玻色子。
原子核的结合能
E [Z m p (A Z )m n m 核 ]C 2 或 E [Z m H (A Z )m n m 原 子 ]C 2
r rr 总角动量 JLS JLS,LS 1 ,......,LS
L LS耦合下的原子态符号表示:
2S 1
s=0，单重态
J s=1，三重态
能级排布规则
洪特定则 朗德间隔定则
17
j-j 耦合
rjrj21 rrll12srsr12 rr r Jj1j2
j1 l1 s 1 ,l1 s 1 1 ,....,l1 s 1 j2 l2 s 2 ,l2 s 2 1 ,....,l2 s 2 Jj1j2,j1j2 1 ,....,j1j2
% 1R (m 12n 1 2)Tm Tn
R — 里德堡常数；T(m) —光谱项。
光谱线系 m = 1，n = 2、3、4…，赖曼系（紫外） m = 2，n = 3、4、5…，巴尔末系（可见光） m = 3，n = 4、5、6…，帕邢系（红外） m = 4，n = 5、6、7…，布喇开系（远红外）
高考物理二轮专题复习原子物理
高考物理二轮专题复习原子物理复习内容： 1、α粒子散射实验 原子的核式结构 原子核的组成2、玻尔的原子模型 能级3、天然放射现象 衰变、原子核人工转变、裂变和聚变复习目标： 1、掌握氢原子能级模型和核反应中核能的计算。
2、能够利用质量数守恒和电荷数守恒解决核反应一、原子物理和原子核物理的知识框架1、（1997全国）卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是AA 、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的C 、原子中存在带负电的电子 D.原子只能处在一系列不连续的能量状态中２、(2005年上海物理)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为H O N He 1117812742+→+．下列说法正确的是（ ）A C（原子核的组成，写出发现中子的核反应方程） Ａ、通过此实验发现了质子 B ．实验中利用了放射源放出的γ射线 Ｃ、实验中利用了放射源放出的α射线D ．原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒 二、玻尔的原子模型 能级３．如图所示为氢原子能级图，A 、B 、C 分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，以下叙述正确的是 ( )ＡＢＡ、频率最大的是Ｂ Ｂ、波长最长的是Ｃ Ｃ、频率最大的是Ａ Ｄ、波长最长的是Ｂ ４、(2005年理综②)图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E . 处在n =4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22eV. 在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有 CA ．二种B ．三种C ．四种D ．五种三、天然放射现象 衰变、原子核人工转变、裂变和聚变 ５、（2001年高考试题）在下列四个方程中，x 1、x 2、x 3和x 4各代表某种粒子，以下判断中正确的是 AC①113854953810235923x Xe Sr n U ++→+ ②n He x H 1032221+→+ ③32349023892x Th U +→ ④42713422412x Al He Mg +→+A ．x 1是中子B ．x 2是质子C ．x 3是α粒子D ．x 4是氘核６．(2005年广东物理)下列说法不正确的是 D （原子核的几种核反应）A ．n He H H 10421111+→+是聚变B ．n 2S r Xe n U 109438140541023592++→+是裂变 C ．He Rn Ra 422248623688+→是α衰变 D ．e Mg Na 0124122411-+→是裂变７、如图，在匀强磁场中的A 点，有一个静止的原子核，当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨道才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两圆的半径之比是45∶1，这个放射性元素原子核的原子序数是多少？解：由动量守恒定律 MV+mv = 0 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。
2009年高考物理试题分类汇编--原子物理学
2009年高考物理试题分类汇编——原子物理学（09年全国卷Ⅰ）16.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1λ=0.6328µm ，2λ=3.39µm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ∆=1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。
用2E ∆表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则2E ∆的近似值为A ．10.50eVB ．0.98eVC ．0.53eVD ．0.36eV 答案：D解析：本题考查波尔的原子跃迁理论.根据λυυch E ==∆,,可知当,6328.0,196m ev E μλ==∆当m μλ39.3=时,连立可知ev E 36.02=∆。
（09年全国卷Ⅱ）18. 氢原子的部分能级如图所示。
已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间。
由此可推知, 氢原子A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光 答案：AD解析：本题考查玻尔的原理理论. 从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20ev,不在1.62eV 到3.11eV 之间,A 正确.已知可见光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间从高能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量≤3.40ev ，B错. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11ev 的光的频率才比可见光高,C 错.从n=3到n=2的过程中释放的光的能量等于1.89ev 介于1.62到3.11之间,所以是可见光D 对。
（09年北京卷）14．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．α粒子散射现象 B ．天然放射现象 C ．光电效应现象 D ．原子发光现象 答案：B解析：α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A 项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B 项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C 项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D 项错误。
原子物理复习和例题
µ子原子里德伯常数
2π 2 e 4 Rµ = ⋅µ 2 3 (4πε 0 ) h c 2π 2 e 4 = ⋅186me 2 3 (4πε 0 ) h c = 186 R
=
Z
Z
2 He + 2 H
=4
4）由
~ = Z 2R ( 1 − 1 ) ν A 2 2 n1 n2
2 λ He ZH 1 = 2 = λH 4 Z He
+ +
得赖曼系第一条谱线波长
4、试问二次电离的Li++从其第一激发态向基 态跃迁时发出的光子能否使处于基态的一 次电离的He+的电子电离？
解：He+的电离能为
Z1 Z 2 e 2 =( ) Nnt ( ) 4π × 3 2 4πε 0 2 Mv 1
2
2
• 散射角θ≥600的α粒子数与散射角θ≥900的α粒子 数之比
∆n ∆n ′ =3 ∆n
第二章 波尔模型
1、计算氢原子的第一玻尔轨道上电子绕核转 动的频率、线速度和加速度。
h L = mvr = n 解：由量子化条件 2π h h 电子速度 v= = 2πma1 ma1
2
180 cos Z1Ze 2 2 2 dθ ) 2 Nt ( ) 4π ∫ =( 4πε 0 2 Mv 2 3θ 90° sin 2
1
°
θ
Z1Ze 2 N 0t ( =( ) ) 4π (2 − 1) 2 4πε 0 A 2 Mv 1
2
ρ
2
1.932 × 10 4 × 6.022 × 10 23 = (9 × 109 ) 2 × × 10 −7 197 × 10 −3 79 × (1.6 × 10 −19 ) 2 2 [ ] × 4 × 3.14 27 7 2 4 ×1.66 × 10 × (1.597 × 10 ) ≈ 8.54 × 10
原子物理复习
7.试证明氢原子稳定轨道的长度正好等于电 试证明氢原子稳定轨道的长度正好等于电 子的德布罗意波长的整数倍. 子的德布罗意波长的整数倍 设电子在量子数为n,半径为r 证:设电子在量子数为 ,半径为 n的稳定轨 道上运动, 道上运动,运动速率为υn.则根据玻尔的角 动量假设(或量子化条件 有 动量假设 或量子化条件)有 或量子化条件 me rn v n = nh ( n =1,2,……) , , 则 而
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玻尔理论的根本弱点 把微观粒子看作是一经典粒子, 把微观粒子看作是一经典粒子,未能完全脱 离经典理论的影响, 离经典理论的影响,仍采用经典理论的思想和 处理方法,它是经典理论加量子条件的混合物 处理方法, ,它虽指出了经典理论不适用描述原子内部电 子的运动, 子的运动,但在研究电子运动时却又采用经典 力学概念如坐标,速度,轨道等概念. 力学概念如坐标,速度,轨道等概念.故玻尔 理论缺乏逻辑性, 理论缺乏逻辑性,它的弱点就在其理论结构本 身.
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2.夫兰克 夫兰克——赫兹实验是如何进行的,结果如 赫兹实验是如何进行的, 夫兰克 赫兹实验是如何进行的 什么叫共振激发电势?什么叫电离势 何?什么叫共振激发电势 什么叫电离势 什么叫共振激发电势 什么叫电离势? 夫兰克——赫兹实验是用电子碰撞原子 赫兹实验是用电子碰撞原子 答:夫兰克 赫兹实验是 的方法,使原子从低能级跃迁到高能级, 的方法,使原子从低能级跃迁到高能级,从而 证实了原子能级的存在. 证实了原子能级的存在. 当电子与原子进行碰撞,能量交换, 当电子与原子进行碰撞,能量交换,如果 原子的能量状态不是连续分布的, 原子的能量状态不是连续分布的,那么它们相 互交换的能量也不连续, 互交换的能量也不连续,因此实验可直接观测 到电子能量变化不连续的现象. 到电子能量变化不连续的现象. 共振激发电势是指把基态原子激发态到第一激 共振激发电势是指把基态原子激发态到第一激 发时所需的电压,对于汞为4.9伏 发时所需的电压,对于汞为 伏. 电离电势是把基态 是把基态(n= , 电离电势是把基态 =1),原子的核外电子激 发为自由电子时所需的电压. 发为自由电子时所需的电压.
高三物理原子物理试题答案及解析
高三物理原子物理试题答案及解析1.(4分)下列说法正确的是A．原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变B．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小。
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。
【答案】AD【解析】考查对原子物理相关概念的理解，原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变，A正确；比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出核能，B错误；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大；C错误；德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，D正确；2.下列说法中正确的是A．射线的穿透能力比射线的穿透能力弱B．结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量C．若质子、电子具有相同动能，则它们的物质波波长相等D．普朗克认为振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍【答案】AD【解析】结合能是由于核子结合成原子核而吸收的能量，B错；物质波的波长，质子和电子的质量不相等，波长不同，C错；3.已知有核反应方程，则下列说法正确的是（）A．该反应属于衰变B．产物中的电子来源于的核外电子C．原子核的质量比原子核的质量大D 原子核的质量与原子核的质量相等【答案】AC【解析】由方程知，Na原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，所以该反应属于衰变，A对；产物中的电子是Na原子核中的一个中子反应生成的，不是来源于的核外电子，B错；因在反应中Na原子核放出了一个电子，所以原子核的质量比原子核的质量大，C对，D错。
4.6分)在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是( )(选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。
浅谈原子核物理的发展
浅谈原子核物理的发展院系：理学院年级：09 级专业：物理学姓名：学号：教师：浅谈原子核物理的发展（理学院 2009物理学 20090205011）摘要：远在公元前4世纪，希腊哲学家留基伯和他的学生德漠克利特已经提出"原子"的概念。
他们认为万物都是由大量不可分割的微小质点所组成，他们把这样的微小质点叫做"原子"。
原子除有大小、形状和位置的差异外，没有区别。
原子遵照一定的规律在"虚空"中不断运动。
它们集合在一起时便形成物体，分离时物体便消失。
在当时这仅是一种猜想而已，无法用实验证实。
但是这个说法跟一切物体都能粉碎的事实是相吻合的。
原子说在中世纪受到宗教和神学的压制，没有得到发展。
到了17世纪，随着化学的发展，这种观点又重新传播起来了。
关键字：原子、原子模型、原子核放射性、中子、核素引言：原子核物理是物理学的一个分支，主要研究物质结构的一个层次；这个层次介于原子和粒子物理两层次之间，称之为原子核。
原子核物理是本世纪初开始形成的一门学科，它随着近代物理学的发展，随社会对核技术应用的需要发展起来。
一、原子模型的提出1.1“原子”一词来自希腊文，含义是“不可分割的”。
公元前四世纪，古希腊哲学家德谟克利特(Democritus)提出了这一概念，并把它当作物质的最小单元。
17世纪，通过卡文迪许和拉瓦锡等许多化学家的工作，发现了水可分解为氧和氢两种元素；空气是由氧、氢和氮等元素混合而成的，燃烧只不过是元素和氧起激烈反应等等。
随着几十种元素的发现，英国化学家道尔顿提出了新的原子学说。
他认为物质是由许多种类不同的元素所组成，元素又由非常微小的，不可再分的、不能毁灭又不能创生的原子所组成。
1807年，英国科学家约翰·道尔顿(John Dalton)提出原子论。
他认为原子类似于刚性的小球，它们是物质世界的基本结构单元，是不可分割的。
道尔顿用他的学说说明了化学中的物质不灭定律等。
高三物理原子物理复习有答案
高三物理原子物理复习有答案Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】原子物理内容知识点学习水平说明物质原子的核式结构A物质的放射性A原子核的组成A重核的裂变链式反应A放射性元素的衰变B只要求写出简单的核反应方程，不涉及衰变定律。
原子核的人工转变B核能的应用核电站A我国核工业发展A宇宙的基本结构A天体的演化A一．原子1．1897年英国物理学家汤姆生发现电子，说明原子是可分的。
2．英国物理学家卢瑟福做了用放射性元素放出的α粒子轰击金箔的实验。
α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°，象是被金箔弹了回来。
3．为了解释实验结果，卢瑟福提出了如下的原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。
原子的半径大约是10－10米，原子核的大小约为10－15～10－14米。
α粒子散射实验【典型例题】1．下面有关物理史实及物理现象的说法中，正确的是（ AD ）（A）卢瑟福的原子核式结构学说完全能解释α粒子散射现象（B）麦克斯韦用实验的方法证实了电磁波的存在，并预言光是电磁波（C）双缝干涉图样的中央明纹又宽又亮（D）用紫光照射某金属表面能产生光电效应，那么用红光照射该金属也可能发生光电效应2．提出原子核式结构模型的科学家是（ C ）（A）汤姆生（B）玻尔（C）卢瑟福（D）查德威克3．卢瑟福通过实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型，右面平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。
4．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（ A ）（A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上（B）正电荷在原子中是均匀分布的（C）原子中存在着带负电的电子（D）原子只能处于一系列不连续的能量状态中5．卢瑟福α粒子散射实验的结果（ C ）（A）证明了质子的存在（B）证明了原子核是由质子和中子组成的（C）说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上（D）说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动6．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出（ A ）（A）原子的核式结构模型（B）原子核内有中子存在（C）电子是原子的组成部分（D）原子核是由质子和中子组成的7．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ ACD ）（A）原子的中心有个核，叫做原子核（B）原子的正电荷均匀分布在整个原子中（C）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里（D）带负电的电子在核外绕着核旋转8．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中正确的是（ D ）（A）原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内（B ）原子中的质量均匀分布在整个原子范围内（C ）原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内（D ）原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内二．原子核1．放射性元素的衰变（天然放射性）1896年，贝克勒耳发现了天然放射现象。
原子物理复习
爱因斯坦光电效应方程
hv W0 Ek
1.爱因斯坦的光子说 2.遏止电压 3.截止频率（极限频率）
光电效应的图像分析
图像名称
图线形状
最大初动能Ek 与入射光频率
ν的关系图线
由图线直接(间接) 得到的物理量
①极限频率：图线与ν轴交 点的横坐标νc ②逸出功：图线与Ek轴交点 的纵坐标的值 W0=|-E|=E ③普朗克常量：图线的斜率 k=h
4.三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、 β射线、γ射线。
5.三种射线的比较：
项目
名称 α射线
β射线
γ射线
组成 带电量 质量 符号
高速氦核流 _高__速__电__子__流__ 光子流(高频电 磁波)
_2_e_
-e
0
4mp __42_H_e_
mp 1 836
0 1
e
静止质量为零 γ
(3)半衰期的计算：根据半衰期的概念,可总结出公式N余=N原( 1 )t/τ,
2
m余=m原(
1 2
)t/τ。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质
量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,
t表示衰变时间,τ表示半衰期。
(4)半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量,同一 放射性元素具有的衰变速率一定,不同的放射性元素半衰期不同,有的 差别很大。 (5)适用条件：半衰期是一个统计规律,是对大量的原子核衰变规律的 总结,对于一个特定的原子核,无法确定何时发生衰变。
(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相 对应。原子的定态是_不__连__续__的__,因此电子的可能轨道也是_不__连__续__的__。
高三物理原子物理复习教案
第十四章 原子物理一、原子模型1.汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。
2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。
这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。
3.玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数。
） ⑴玻尔的三条假设（量子化）①轨道量子化r n =n 2r 1 r 1=0.53×10-10m ②能量量子化：21nEE n E 1=-13.6eV ③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量h ν=E m -E n⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。
原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。
（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV 的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。
⑶玻尔理论的局限性。
由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。
但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
例1. 用光子能量为E 的单色光照射容器中处于基态的氢原子。
停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①h ν1；②h ν3；③h (ν1+ν2)；④h (ν1+ν2+ν3) 以上表示式中A.只有①③正确B.只有②正确C.只有②③正确D.只有④正确解：该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能级。
【专题突破】北京2009年高考专题强化训练物理-光学原子物理
北京市2009年高考专题强化训练（五）光学原子物理选择题：（每题至少有一个选项正确）1下列关于波的叙述中正确的是（）A •光的偏振现象表明光是一种横波B .超声波可以在真空中传播C .白光经光密三棱镜折射发生色散时，红光的偏折角最大D .当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的 2.关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（）A .宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性B .光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 C.光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方 D .氢原子的能级是不连续的，但辐射光子的能量却是连续的3. 在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看做光源），小鱼在水 中游动，小鸟在水面上方飞翔，设水中无杂质且水面平静，下面的说法中正确的是（ A .小鱼向上方水面看去，看到水面到处都是亮的，但中部较暗B .小鱼向上方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关 C.小鸟向下方水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的 D .小鸟向下方水面看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关4. 如图所示，激光液面控制仪的原理是： 固定的一束激光 AO 以入射角I 照射到水 平面上，反射光OB 射到水平放置的光屏上， 屏上用光电管将光讯号转换为电讯号， 电讯号输入控制系统来控制液面的高度，若发现光点在屏上向右移动了△ s 距离，即射到B 点，则液面的高度变化是（sA. ------------------- 液面降低 --------------si nisc.液面降低 -------2ta ni5. —束单色光由空气射入截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射出，入射光线的延长线沿 半径指向圆心，则在如图所示的四个光路图中，有可能用来表示上述光现象的是（B.液面升高sini s2taniD.液面升高7.如图所示，全反射玻璃三棱镜的折射率n = 2，一束光线垂直于ac边从点0射入棱镜,6. 如图所示，空气中有一块横截面呈扇形的玻璃砖，折射率为到AO面上，经玻璃砖反射、折射后，经OB面平行返回,为r,则入射点P距圆心O的距离为（）r rA. B. C. rsin 7. 50 D. rsin 1504 2 .2 •现有一细光束垂直射AOB为1350，圆的半径7.如图所示，全反射玻璃三棱镜的折射率 n = 2，一束光线垂直于ac 边从点0射入棱镜, 现在让入射光线绕 0点旋转改变入射方向，以下结论正确的是（ ）A .若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将从ab 边射出且 向右移动B .若入射光线从图示位置顺时针旋转，则折射光线将会从ab 、be 两边射出C .若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从D .若入射光线从图示位置逆时针旋转，则折射光线将从 & 2008年奥运会上，光纤通信网将覆盖所有的奥运场馆，为各项比赛提供安全、可靠的通 信服务，光纤通信是利用光的全反射将大量信息高速传输•若采用的光导纤维是由内芯 和包层两层介质组成，下列说法正确的是（ ） A .内芯和包层折射率相同，折射率都大 B .内芯和包层折射率相同，折射率都小C .内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D .内芯和包层折射率不同，包层折射率较小9.如图所示，MN 是暗室墙上的一把直尺，一束宽度为 a 的平行白光垂直射向 MN ，现将 一横截面是直角三角形（顶角 A 为30°）的玻璃三棱镜放在图中虚线位置，且使其截面的 直角边AB 与MN 平行，则放上三棱镜后，射到直尺上的光将（ ）A. 被照亮部分下移B. 被照亮部分的宽度不变C. 上边缘呈紫色，下边缘呈红色 D •上边缘呈红色，下边缘呈紫色F 列关系中正确的是（ ）11. 如图所示，一细束红光和一细束紫光以相同的入射角 同一点，并且都直接从下表面射出，下列说法正确的是（ A •从上表面射入时紫光的折射角比红光的折射角小 B •从下表面射出时紫光的折射角比红光的折射角大 C .紫光和红光将从下表面的同一点射出D .从下表面射出后紫光和红光一定平行12. a 、b 两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是（）A. a 光的全反射临界角小于 b 光的全反射临界角B. 用同一干涉装置可看到 a 光的干涉条纹间距比 b 光宽C. 在该介质中a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 D .如果b 光能使某种金属发生光电效应，a 光也一定能使该金属发生光电效应ab 边射出且向左移动be 边射出且向下偏转移动10.某种色光，在真空中的频率为 ,波长为 ，光速为c ,射入折射率为n 的介质中时,A. 速度是e ,频率为B. 速度是c/n,频率为C. 速度是c/n,频率为D. 速度是c/n,频率为 ，波长为/ n ，波长为 /n，波长为 /n，波长为 i 从空气射入长方 ）13. 如图所示，MN是位于水平平面内的光屏，放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行，由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖，通过圆心0再射到屏上，在竖直平面内以0点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖，在光屏上出现了彩色光带，当玻璃砖转动角度大于某一值，屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失，有关彩色光的排列顺序和最先消失的色光是（）A .左红右紫，红光B .左红右紫，紫光C.左紫右红，红光 D .左紫右红，紫光14. 如图所示，一个棱镜的横截面ABC为等腰直角三角形一细束红光从AC面上的P点沿平行于AB的方向射入棱镜，从BC面上的Q点平行于AB射出，且PQ//AB （图中未画出光在棱镜里的光路）. 如果将一细束紫光也从P点沿同样的方向射入棱镜，则从BC面上射出的光线将（）A •仍从Q点射出，射出光线仍平行于ABB •仍从Q点射出，但射出光线不再平行于ABA BC.从Q点上方的某一点处射出，射出光线仍平行于ABD •从Q点下方的某一点处射出，射出光线仍平行于AB15•甲、乙两种单色光分别垂直进入一块厚玻璃砖，已知它们通过玻璃中的时间t甲t乙, 那么，甲、乙两种单色光光子的能量关系是（）A. E甲E乙B. E甲E乙C. E甲E乙 D •不能确定16. 在图甲所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，W为由石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上，E为输出电压可调的直流电流，其负极与电极A相连，A是电流表，实验发现，当用某种频率的单色光照射K时，K会发出电子（光电效应），这时，即使A、K之间的电压等于零，回路中也有电流•当A的电势低于K时，而且当A比K的电势低到某一值Uc时，电流消失，Uc称为截止电压，当改变照射光的频率，截止电压Uc也将随之改变，其关系如图乙所示，如果某次实验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据，又知道了电子电量，则（）A. 可得该金属的极限频率B•可求得该金属的逸出功C•可求得普朗克常量 D.可求得电子的质量甲17. —细光束中包含有红和蓝两种单色光，由真空中以不等于 0°的入射角照射到透明的平板玻璃上，透过玻璃板后，又射出到真空中，则下列说法中正确的是（）A. 进入玻璃板的光线从玻璃板的表面射出时（即光线经过下表面时），红光和蓝光的入 射角不同，折射角也不同B. 红光在玻璃中的波长与在真空的波长相比大于蓝光在玻璃中的波长与在真空中的波 长之比C. 无论蓝光或红光由真空射入玻璃后，其速度都变小，所以光子的能量都变小D. 红光在玻璃板中所经历的路程比蓝光的短18•如图所示是伦琴射线管的装置示意图，关于该装置， A. E i 可用低压交流电源，也可用直流电源（蓄电池） B. E 2是高压直流电源，且 E 2的右端为电源的正极 C. 射线a 、b 均是电子流D. 射线a 是电子流、射线b 是X 射线 19•如图所示，已知用光子能量为2.82eV 的紫光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转。
原子物理复习要点
原子物理学复习要点第一章 原子的核式结构一、学习要点1．原子的质量和大小M A =A N A (g), R ~10-10 m ,N A =6.022⨯1023mol -1,1u=1.6605655⨯10-27kg2．原子核式结构模型(1)汤姆孙原子模型(2)α粒子散射实验：装置、结果、分析(3)原子的核式结构模型(4)α粒子散射理论：库仑散射理论公式（会推导）：θπεcot 422002Mv Ze b =卢瑟福散射公式： 2sin )Z ()41(4220220θπεσΩ=d Mv e d ，θθπd d sin 2=Ω实验验证:A N n Mv t d dN μρθ=⎪⎭⎫ ⎝⎛∝Ω-- ; )21(,Z ,,2sin 220214，μ靶原子的摩尔质量 (4)微分散射面的物理意义、总截面(5)原子核大小的估计 (会推导): 散射角θ：),2sin 11(Z 2412020θπε+⋅=Mv e r mα粒子正入射：20024Z 4Mv e r m πε= ,m r ～10－15－10－14m二、基本练习1．褚书课本P 20－212．选择(1)原子半径的数量级是：A ．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m(2)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. 2(5)动能E K =40keV 的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离为（m ）：A.5.9⨯10-10B.3.05⨯10-12C.5.9⨯10-12D.5.9⨯10-14(6)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？A.2B.1/2C.1 D .4(7)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. 16B..8C.4D.2(8）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 D.1:8（9）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．简答题（1）什么是电子？简述密立根油滴实验.（2）简述卢瑟福原子有核模型的要点.（3）简述α粒子散射实验. α粒子大角散射的结果说明了什么？（4）什么是微分散射截面？简述其物理意义.3．计算题：（1）当一束能量为4.8Mev 的α粒子垂直入射到厚度为4.0×10-5cm 的金箔上时探测器沿20°方向上每秒记录到2.0×104个α粒子试求：①仅改变探测器安置方位,沿60°方向每秒可记录到多少个α粒子？②若α粒子能量减少一半,则沿20°方向每秒可测得多少个α粒子？③α粒子能量仍为4.8MeV ,而将金箔换成厚度的铝箔,则沿20°方向每秒可记录到多少个α粒子?(ρ金＝19.3g/cm 3 ρ铅＝27g /cm 3；A 金＝179 ,A 铝＝27,Z 金＝79 Z 铝＝13)(2)试证明:α粒子散射中α粒子与原子核对心碰撞时两者之间的最小距离是散射角为900时相对应的瞄准距离的两倍.(3)10Mev 的质子射到铜箔片上,已知铜的Z=29, 试求质子散射角为900时的瞄准距离b 和最接近于核的距离r m .第二章 玻尔氢原子理论一、学习要点：1.氢原子光谱：线状谱、五个线系（记住名称、顺序）、广义巴尔末公式)11(~22n m R -=ν、 光谱项()2nR n T =、并合原则：)()(~n T m T -=ν 2.玻尔氢原子理论：(1)玻尔三条基本假设的实验基础和内容（记熟）(2)圆轨道理论（会推导）：氢原子中假设原子核静止，电子绕核作匀速率圆周运动02200202220A 529,04,Z Z 4≈===e m a n a n e m r e e n πεπε;13714,Z Z 40202≈===c e n c n e c e n πεααπευ； ()n hcT n hc R n e m E e n --=-=∞22224220Z 2Z )41( πε，n ＝１.2.3……(3)实验验证：（a ）氢原子五个线系的形成)11(Z ~,)4(222232042n m R c h e m R e -==∞∞νπεπ (会推导）非量子化轨道跃迁 )(212n E E mv h -+=∞ν （b ）夫－赫实验：装置、.结果及分析；原子的电离电势、激发电势3.类氢离子（+++Li ,He ,正电子偶素.-μ原子等） (1) He +光谱:毕克林系的发现、波数公式、与氢原子巴耳末系的异同等(2)理论处理（会推导）：计及原子核的运动，电子和原子核绕共同质心作匀速率圆周运动e e m M m M +⋅=μ, 正负电荷中心之距Ze n r n 22204μπε =. 能量2242202Z )41(n e E n μπε-=，里德伯常数变化Mm R R e A +=∞11 重氢（氘）的发现及相关理论计算4.椭圆轨道理论 索末菲量子化条件q q n h n pdq ,⎰=为整数a n nb n e m a n e m E n p e n ϕϕϕπεπε==-==,Z 4,2Z )41(,2220224220 ，n n n ,,3,2,1;,3,2,1 ==ϕn 一定，n E 一定，长半轴一定，有n 个短半轴，有n 个椭圆轨道（状态），即n E 为n 度简并5空间量子化：(1)旧量子论中的三个量子数n ,m n n =ψϕ,的名称、取值范围、物理量表达式、几何参量表达式名 称 取 值 物理量表达式 几何参量表达式 nn ϕψn(2)空间量子化（ϕP 空间取向）、电子的轨道磁矩（旧量子论）、斯特恩—盖拉赫实验6．玻尔对应原理及玻尔理论的地位二、基本练习（共29题）1．楮书P76--772．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 .n(n-1)/2C .n(n+1)/2D .n(2)氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：A.R/4 和R/9B.R 和R/4C.4/R 和9/RD.1/R 和4/R(3)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 C.3Rhc/4e D. Rhc/e(4)氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：A ．13.6V 和10.2V;B –13.6V 和-10.2V; C.13.6V 和3.4V; D. –13.6V 和-3.4V(5)由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a 的数值是：A.5.291010-⨯mB.0.529×10-10mC. 5.29×10-12mD.529×10-12m(6)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)欲使处于激发态的氢原子发出αH 线，则至少需提供多少能量（eV ）?A.13.6B.12.09C.10.2D.3.4(8)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？A.1B.6C.4D.3(9)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 .0.66 eV B.12.09eV C.10.2eV D.12.57eV(10)用能量为12.7eV 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）；A ．3 B.10 C.1 D.4(11)有速度为1.875m/s 106⨯的自由电子被一质子俘获,放出一个光子而形成基态氢原子,则光子的频率（Hz ）为:A ．3.3⨯1015； B.2.4⨯1015 ； C.5.7⨯1015； D.2.1⨯1016.(12)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：A.1/10倍B.1/100倍 C .1/137倍 D.1/237倍(13)玻尔磁子B μ为多少焦耳／特斯拉？A ．0.9271910-⨯ B.0.9272110-⨯ C. 0.9272310-⨯ D .0.9272510-⨯（14）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 B.3∞R /4 C.8/3∞R D.4/3∞R(15)象μ-子（带有一个单位负电荷）通过物质时，有些在核附近的轨道上将被俘获而形成μ-原子，那么μ-原子基态轨道半径与相应的电子轨道半径之比为（μ-子的质量为m=206m e ）A.1/206B.1/(206)2C.206D.2062(16)电子偶素是由电子和正电子组成的原子，基态电离能量为：A.-3.4eVB.+3.4eVC.+6.8eVD.-6.8eV(17)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 /2 D. 0a /4(18)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：A.0.53⨯10-10mB.1.06⨯10-10mC.2.12⨯10-10mD.0.26⨯10-10m(19)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 ．54.4 B.-54.4 C.13.6 D.3.4(20）在H e +离子中基态电子的结合能是：A.27.2eVB.54.4eVC.19.77eVD.24.17eV(21)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(22）夫—赫实验使用的充气三极管是在：A.相对阴极来说板极上加正向电压,栅极上加负电压；B.板极相对栅极是负电压,栅极相对阴极是正电压；C.板极相对栅极是正电压,栅极相对阴极是负电压；D.相对阴极来说板极加负电压,栅极加正电压(23）处于基态的氢原子被能量为12.09eV 的光子激发后,其轨道半径增为原来的A ．4倍 B.3倍 C.9倍 D.16倍(24）氢原子处于基态吸收1λ=1026Å的光子后电子的轨道磁矩为原来的（ ）倍：A ．3； B. 2； C.不变； D.93．简答题（1）19世纪末经典物理出现哪些无法解决的矛盾？（1999长春光机所）（2）用简要的语言叙述玻尔理论，并根据你的叙述导出氢原子基态能量表达式.（1998南开大学）（3）写出下列物理量的符号及其推荐值（用国际单位制）：真空的光速、普朗克常数、玻尔半径、玻尔磁子、玻尔兹曼常数、万有引力恒量. （2000南开大学）（4）解释下列概念：光谱项、定态、简并、电子的轨道磁矩、对应原理.（5）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.4．计算题(1)单色光照射使处于基态的氢原子激发,受激发的氢原子向低能级跃迁时可能发出10条谱线.问:①入射光的能量为多少？②其中波长最长的一条谱线的波长为多少？（hc=12400eV·Å）(2)已知一对正负电子绕共同质心转动会形成类似氢原子结构-正电子素.试求：①正电子素处于基态时正负电子间的距离；②n=5时正电子素的电离能（已知玻尔半径0a =0.529Å）.(3)不计电子自旋当电子在垂直于均匀磁场B 的平面内运动时,试用玻尔理论求电子动态轨道半径和能级（提示： B v m E e n ⋅-=ϕμ221 ; n me 2 =ϕμ n p =ϕ） (4)氢原子巴尔末系的第一条谱线与He +离子毕克林系的第二条谱线(6→4)两者之间的波长差是多少?(R H =1.09678×10-3 Å, R He =1.09722×10-3 Å)(5)设氢原子光谱的巴耳末系的第一条谱线αH 的波长为αλ,第二条谱线βH 的波长为βλ,试证明:帕邢系的第一条谱线的波长为βαβαλλλλλ-=.(2000.上海大学)(6)一个光子电离处于基态的氢原子,被电离的自由电子又被氦原子核俘获,形成处于2=n 能级的氦离子He +,同时放出波长为500nm 的光子,求原入射光子的能量和自由电子的动能,并用能级图表示整个过程.(1997北京师大)(7)在天文上可观察到氢原子高激发态之间的跃迁,如108=n 与109=n 之间,请计算此跃迁的波长和频率. (1997.中科院)(8) He +离子毕克林系的第一条谱线的波长与氢原子的巴耳末系αH 线相近. 为使基态的He +离子激发并发出这条谱线,必须至少用多大的动能的电子去轰击它?(2001.中科院)(9)试用光谱的精细结构常数表示处于基态的氢原子中电子的速度、轨道半径、氢原子的电离电势和里德伯常数. (1999.中科院)(10)计算氢原子中电子从量子数为n 的状态跃迁到1-n 的状态时所发出谱线的频率. (2001.中科院固体所)第三章 量子力学初步一、学习要点轨道角动量()1,,2,1,0,1-=+=n l l l p l ，l 称为轨道角量子数，轨道角量子数l =0 1 2 3 4 …电 子 态 s p d f g …原 子 态 S P D F G …能量()n hcT n hc R n e m E e n --=-=∞22224220Z 2Z )41( πε，n ＝１.2.3……轨道投影角动量()l l l l m m p l l lz ,1,,1,0,,1,,----== ，称轨道磁量子数，表征轨道角动量对外场方向的取向，轨道角动量对外场方向的投影图描述电子空间运动的三个量子数l m l n ,,的名称、取值范围、所表征的物理量表达式二、基本练习(1)按量子力学原理,原子状态用波函数来描述. 不考虑电子自旋,对氢原子当有确定主量子数n 时,对应的状态数是：A ．2n; B.2n+1; C.n 2; D.2n 2(2)按量子力学原理,原子状态用波函数来描述.不考虑电子自旋,对氢原子当nl 确定后,对应的状态数为：A.n 2;B.2n;C.l ;D.2l +1(3)按原子力学原理,原子状态用波函数来描述.考虑电子自旋,对氢原子当nl 确定后,对应的状态数为：A.2(2l +1);B.2l +1;C. n;D.n 2(4)按量子力学原理,原子状态用波函数来描述.考虑自旋对氢原子当nl m 确定后对应的状态数为：A.1;B.2;C.2l +1;D. n（5）试画出2=l 时电子轨道角动量在磁场中空间量子化示意图，并标出电子轨道角动量在外磁场方向z 的投影的各种可能值.（中山大学1993）第四章 碱金属原子一、学习要点1.碱金属原子光谱和能级(1)四个线系:主线系、第一辅线系（漫）、第二辅线系（锐）、柏格曼系（基）共振线、线系限波数、波数表达式(2)光谱项()()222222Z Z n R n R n R n RT l σ-==∆-==**;σ-=∆-=∆-=**Z Z ,ll n n n n (3)起始主量子数Li:n=2 ; Na:n=3 ; K:n=4 ; Rb:n=5 ;Cs:n=6 ; Fr:n=7(4)碱金属原子能级.选择定则1±=∆l(5)原子实极化和轨道贯穿是造成碱金属原子能级与氢原子不同的原因2．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()21(,1=+=s s s p s 称自旋角量子数）和自旋磁矩B s s e s p m e μμμ3,=-= . 自旋投影角动量21,±==s s sz m m p 称自旋磁量子数 (2)单电子角动量耦合：总角动量()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=≠±=+=0,210,21,1l l l j j j p j ，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 n 12+S 态不分裂， ,,,,G F D P 态分裂为两层3．碱金属原子光谱和能级的精细结构：(1)原因：电子自旋—轨道的相互作用(2)能级和光谱项的裂距；(3)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.氢原子光谱和能级的精细结构：（1）原因：相对论效应和电子自旋－轨道相互作用；（2）狄拉克能级公式；（3）赖曼系第一条谱线和巴尔末线系αH 线的精细分裂（4）蓝姆移动*二.基本练习：1.褚书P1432.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 ,7/2（2）单个d 电子的总角动量投影的可能值为：A.2 ，3 ；B.3 ，4 ；C. 235， 215； D. 3/2， 5/2 . （3）已知一个价电子的21,1==s l ,试由s l j m m m +=求j m 的可能值：A .3/2,1/2 ,-1/2 ,-3/2 ; B. 3/2 ,1/2 ,1/2, -1/2 ,-1/2,-3/2;C .3/2,1/2 ,0,-1/2, -3/2; D. 3/2,1/2 ,1/2 ,0,-1/2, -1/2,-3/2;（4）锂原子光谱由主线系.第一辅线系.第二辅线系及柏格曼系组成.这些谱线系中全部谱线在可见光区只有：A.主线系；B.第一辅线系；C.第二辅线系；D.柏格曼系（5）锂原子主线系的谱线在不考虑精细结构时,其波数公式的正确表达式应为： A.nP S -=2~ν； B. S nP 2~→=ν; C ．nP S →=2~ν; D ．S nP 2~-=ν （6）碱金属原子的光谱项为：A.T=R/n 2; B .T=Z 2R/n 2; C .T=R/n *2; D. T=RZ *2/n *2（7）锂原子从3P 态向基态跃迁时,产生多少条被选择定则允许的谱线（不考虑精细结构）?A.一条B.三条C.四条D.六条（8）已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波长为3519埃，则Li 原子的电离电势为：A ．5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V（9）钠原子基项3S 的量子改正数为1.37，试确定该原子的电离电势：A.0.514V;B.1.51V;C.5.12V;D.9.14V(10)碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生：A.相对论效应B.原子实的极化C.价电子的轨道贯穿D.价电子的自旋－轨道相互作用(11)产生钠的两条黄谱线的跃迁是：A.2P 3/2→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（12）若已知K 原子共振线双重成分的波长等于7698.98埃和7664.9埃,则该原子4p 能级的裂距为多少eV ？A.7.4×10-2; B .7.4×10-3; C .7.4×10-4; D .7.4×10-5.(13）对锂原子主线系的谱线,考虑精细结构后,其波数公式的正确表达式应为： A.ν~= 22S 1/2-n 2P 1/2 ν~= 22S 1/2-n 2P 3/2 B. ν~= 22S 1/2→n 2P 3/2 ν~= 22S 1/2→n 2P 1/2C. ν~= n 2P 3/2-22S 1/2 ν~= n 2P 1/2-22S 3/2D. ν~= n 2P 3/2→n 2P 3/2 ν~= n 2P 1/2→n 21/2（14）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（15）已知钠光谱的主线系的第一条谱线由λ1=5890埃和λ2=5896埃的双线组成,则第二辅线系极限的双线间距（以电子伏特为单位）：A.0；B.2.14⨯10-3;C.2.07⨯10-3;D.3.42⨯10-2(16）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(17）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=∆l(18）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 1/2.32S 3/2； B.3P 1/2.3P 3/2； C .32P 1/2.32P 3/2; D .32D 3/2.32D 5/2(19）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 1/2.32D 5/2(20）对碱金属原子的精细结构12S 1/2 12P 1/2, 32D 5/2, 42F 5/2,22D 3/2这些状态中实际存在的是：A.12S 1/2,32D 5/2,42F 5/2;B.12S 1/2 ,12P 1/2, 42F 5/2;C.12P 1/2,32D 5/2,22D 3/2;D.32D 5/2, 42F 5/2,32D 3/2(21）氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于：A.自旋－轨道耦合B.相对论修正和极化贯穿C.自旋－轨道耦合和相对论修正D.极化.贯穿.自旋－轨道耦合和相对论修正(22）对氢原子考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为：A.二条B.三条C.五条D.不分裂(23）考虑精细结构,不考虑蓝姆位移,氢光谱Hα线应具有：A.双线B.三线C.五线D.七线(24）氢原子巴尔末系的谱线,计及精细结构以后,每一条谱线都分裂为五个,但如果再考虑蓝姆位移其谱线分裂条数为：A.五条B.六条C.七条D.八条（25）已知锂原子主线系最长波长为λ1=67074埃，第二辅线系的线系限波长为λ∞=3519埃,则锂原子的第一激发电势和电离电势依次为（已知R ＝1.09729⨯107m -1）A.0.85eV,5.38eV;B.1.85V ,5.38V;C.0.85V ,5.38VD.13.85eV ,5.38eV（26）钠原子由nS 跃迁到3P 态和由nD 跃迁到3P 态产生的谱线分别属于：A.第一辅线系和基线系B.柏格曼系和锐线系C.主线系和第一辅线系D.第二辅线系和漫线系（27）d 电子的总角动量取值可能为： A. 215,235; B . 23,215; C. 235,263; D. 2,63．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， ,,,,G F D P 态分裂为两层？（2）造成氢原子精细能级和光谱的原因是什么？（3）试由氢原子能量的狄拉克公式出发，画出巴尔末系第一条谱线分裂后的能级跃迁图，并写出各自成分的波数表达式（4）在强磁场下描述一个电子的一个量子态一般需哪四个量子数？试写出各自的名称、.取值范围、力学量表达式？在弱磁场下情况如何？试回答上面的问题.（5）简述碱金属原子光谱的精细结构（实验现象及解释）.4．计算题（1）锂原子的基态光谱项值T2S＝43484cm-1,若已知直接跃迁3P→3S产生波长为3233埃的谱线.试问当被激发原子由3P态到2S态时还会产生哪些谱线？求出这些谱线的波长（R ＝10972⨯10-3埃-1）（2）已知铍离子Be+主线系第一条谱线及线系限波长分别为3210埃和683埃,试计算该离子S项和P项的量子亏损以及锐线系第一条谱线的波长.(北大1986)（3）锂原子的基态是S2，当处于D3激发态的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）？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2001）(4)①试写出钠原子主线系、第一辅线系、第二辅线系和伯格曼系的波数表达式.②已知：35.1=∆s ,86.0=∆p,01.0=∆d,求钠原子的电离电势.③若不考虑精细结构，则钠原子自D3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？④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.(中科院1998)第五章多电子原子一、学习要点1.氦原子和碱土金属原子：（1）氦原子光谱和能级（正氦（三重态）、仲氦（单态））（2）镁原子光谱和能级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.*复杂原子光谱的一般规律：位移律、交替律、三个电子的角动量耦合6.普用选择定则（电子组态的跃迁选择定则，又称宇称跃迁选择定则，或拉波特定则；L-S耦合选择定则等）6.氦氖激光器*二、基本练习1.褚书P168－169习题2.选择题(1)关于氦原子光谱下列说法错误的是：A.第一激发态不能自发的跃迁到基态；B.1s2p 3P2,1,0能级是正常顺序；C.基态与第一激发态能量相差很大；D.三重态与单态之间没有跃迁(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：A.0；B.2；C.3；D.1(3)氦原子由状态1s3d 3D3,2,1向1s2p3P2,1,0跃迁时可产生的谱线条数为：A.3；B.4；C.6；D.5(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？A.1P1；B.3P1 ;C.3S1; D．1S0;(6)氦原子的电子组态为n1pn2s,则可能的原子态：A.由于n不确定不能给出确定的J值,不能决定原子态；B.为n1pn2s 3D2,1,0和n1pn2s 1D1；C.由于违背泡利原理只存单态不存在三重态；D.为n1pn2s 3P2,1,0和n1pn2s 1P1.(7)C++离子由2s3p 3P2,1,0到2s3s 3S1两能级的跃迁,可产生几条光谱线？A.６条；B．３条；C．２条；D．１条．(8)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,l1=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(9)泡利不相容原理说:A.自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中；B.自旋为整数的粒子能处于同一量子态中；C.自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中;D.自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中.(10)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：A.1；B.3;C.4;D.6.(11)4D3/2 态的轨道角动量的平方值是：A.-３ 2 ; B.6 2; C.-２ 2; D.２ 2(12)一个p电子与一个 s电子在L－S耦合下可能有原子态为：A.3P0,1,2, 3S1 ;B.3P0,1,2 , 1S0;C.1P1, 3P0,1,2 ;D.3S1 ,1P1(13)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：A.4个；B.9个；C.12个；D.15个；(14)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; D.1S 1P 1D 3S 3P 3D.(15)硼（Z=5）的B+离子若处于第一激发态,则电子组态为：A.2s2pB.2s2sC.1s2sD.2p3s(16)铍（Be）原子若处于第一激发态,则其电子组态：A.2s2s；B.2s3p；C.1s2p;D.2s2p(17)若镁原子处于基态,它的电子组态应为：A．2s2s B.2s2p C.3s3s D.3s3p(18)今有电子组态1s2p,1s1p,2d3p,3p3s,试判断下列哪些电子组态是完全存在的:A.1s2p ,1s1pB.1s2p,2d3p C,2d3p,2p3s D.1s2p,2p3s(19)电子组态1s2p所构成的原子态应为:A1s2p1P1 , 1s2p3P2,1,0 B.1s2p1S0 ,1s2p3S1C1s2p1S0, 1s2p1P1 , 1s2p3S1 , 1s2p3P2,1,0; D.1s2p1S0,1s2p1P1(20)判断下列各谱项中那个谱项不可能存在:A.3F2;B.4P5/2;C.2F7/2;D.3D1/2(21)试判断原子态：1s1s 3S 1,1s2p 3P 2,1s2p 1D 1, 2s2p 3P 2中下列哪组是完全存在的？A. 1s1s 3S 1 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 B .1s2p 3P 2 1s2p 1D 1C. 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2D.1s1s 3S 1 2s2p 3P 2 1s2p 1D 1(22)在铍原子中,如果3D 1,2,3对应的三能级可以分辨,当有2s3d 3D 1,2,3到2s2p 3P 2,1,0的跃迁中可产生几条光谱线？A ．6 B.3 C.2 D.9(23)有状态2p3d 3P →2s3p 3P 的跃迁：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(24)已知Cl （Z=17）原子的电子组态是1s 22s 22p 63p 5,则其原子态是：A.2P 1/2;B.4P 1/2 ;C.2P 3/2;D.4P 3/2(25) 原子处在多重性为5，J 的简并度为7的状态,试确定轨道角动量的最大值： A. 6; B. 12; C. 15; D. 30(26)试确定D 3／2谱项可能的多重性：A.1，3，5，7；B.2，4，6，8； C ．3，5，7； D.2，4，6.(27)某系统中有三个电子分别处于s 态.p 态.d 态,该系统可能有的光谱项个数是：A ．7； B.17； C.8； D.18(28)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3．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.（2）L-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1998）（3）写出两个同科p 电子形成的原子态，那一个能级最低？（4）写出两个同科d 电子形成的原子态，那一个能级最低？（5）写出5个同科p 电子形成的原子态，那一个能级最低？（6）写出4个同科p 电子形成的原子态，那一个能级最低？(7)汞原子有两个价电子,基态电子组态为6s6s 若其中一个电子被激发到7s 态（中间有6p 态）由此形成的激发态向低能级跃迁时有多少种可能的光谱跃迁？画出能级跃迁图.(8)某系统由一个d 电子和一个2P 3/2原子构成,求该系统可能的光谱项.(9)某系统由spd 电子构成,试写出它的光谱项.(10)碳原子的一个价电子被激发到3d 态,①写出该受激原子的电子组态以及它们在L —S 耦合下形成的原子态; ②画出对应的能级图并说明这些能级间能否发生电偶极跃迁?为什么？第六章 磁场中的原子一、学习要点1．原子有效磁矩 J J P m e g2-=μ, )1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g (会推导) 2．外磁场对原子的作用：（1）拉莫尔进动圆频率(会推导): B m e g eL 2=ω（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 mc eB L L g M mc eB g M 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B J g M v L dz dB m s μ221⎪⎭⎫ ⎝⎛-=,（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 1/2（1分为6）；D 1线5896埃 2P 1/2→2S 1/2（1分为4）Li ( 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③帕邢—贝克效应：强磁场中反常塞曼效应变为正常塞曼效应()()B M M B E B S L S L μμμ2+=⋅+-=∆ ，()L M M SL ~2~∆+∆=∆ν，1,0,0±=∆=∆L S M M ()L L ~,0,~~~0-+=νν （5）顺磁共振、物质的磁性二、基本练习1．楮书P1972．选择题（1）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； B.1； C.2； D.3（2）正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为：A ．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g 大小不同；C ．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁（3）B 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. (4)在强外磁场中原子的附加能量E ∆除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有：A.朗德因子和玻尔磁子B.磁量子数、朗德因子C.朗德因子、磁量子数M L 和M JD.磁量子数M L 和M S(5)塞曼效应中观测到的π和σ成分,分别对应的选择定则为：A ；)(0);(1πσ±=∆J M B. )(1);(1σπ+-=∆J M ;0=∆J M 时不出现；C. )(0σ=∆J M ，)(1π±=∆J M ；D. )(0);(1πσ=∆±=∆S L M M(6)原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为：A ．B μ315； B. 0； C. B μ25； D. B μ215- (7)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； B.2和2/3； C.1和4/3； D.1和2（8）由朗德因子公式当L=S,J≠0时,可得g 值：A ．2； B.1； C.3/2； D.3/4（9）由朗德因子公式当L=0但S≠0时,可得g 值：A ．1； B.1/2； C.3； D.2（10）如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值：A.2/3； B.1/3； C.2； D.1/2（11）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； B.9个； C.不分裂； D.4个（12）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：A.4D 3/2分裂为2个；B.1P 1分裂为3个；C.2F 5/2分裂为7个；D.1D 2分裂为4个(13)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：A.3个B.2个C.4个D.5个(14)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?A.3个B.5个C.2个D.4个(15)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：A.3条B.6条C.4条D.8条(16)碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D 3/2→2P 3/2)在磁场中发生塞曼效应,光谱线发生分裂,沿磁场方向拍摄到的光谱线条数为A.3条B.6条C.4条D.9条(17)对钠的D 2线(2P 3/2→2S 1/2)将其置于弱的外磁场中，其谱线的最大裂距max~ν∆和最小裂距min~ν∆各是 A.2L 和L/6; B.5/2L 和1/2L; C.4/3L 和2/3L; D.5/3L 和1/3L(18)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B.3条C.5条D.7条（19）（1997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.3．计算题。
原子物理学复习
原子物理学(褚圣麟编著高等教育出版社)第一章 原子的基本状况1、α粒子散射实验结论p9：卢瑟福的α粒子散射实验观察到，绝大多数电子只有2~3度的偏转，有1/8000的α粒子偏转大于90°，其中有接近180°的。
2、卢瑟福散射公式p13：22224014sin 2Ze d Ωd Mv σθπε⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，d σ是立体角d Ω内每个原子的散射截面 dnd Ntnσ=；N 为薄膜中单位体积中原子的个数；t 为薄膜厚度；有n 个α粒子射到薄膜上，其中d n 个落在d Ω中第二章 原子的能级和辐射1、光谱的分类p23:（1）线装光谱：是原子所发的； （2）带状光谱：是分子所发的；（3）连续光谱：固体加热所发的，原子和分子在某些情况下也会发连续光谱。
2、波数p243、谱线系p25(m < n , m = 1,2,3…)，表示第m 条谱线到第n 条谱线的能量差；对于氢原子，Z = 1。
R 是里德伯常数，它由11/e R R m M∞=+确定，其中M 是原子核质量，m e 是绕核旋转的电子的质量.对于氢原子，R H = 1.09677576×107 m -1。
m = 1时的谱线系称为赖曼系；m = 2时的谱线系称为巴耳末系； m = 3时的谱线系称为帕邢系； m = 4时的谱线系称为布喇开系； m = 5时的谱线系称为普丰特系。
4、原子的能量p29：2hcRE n=-5、氢原子半径p3021n r a Z =，2012244h a meπεπ=.对于氢原子，a 1 = 0.529166×10-10m.6、氢原子能级p31212Z E E n =，2412202(4)me E hππε=-.对于氢原子，E 1 = -13.59 eV . 7、折合质量p39若不满足m << M ，则计算时的质量m 需要使用折合质量MmM mμ=+.8、电离电势（ionizing potential ）p46在赖曼系中取n = ∞求得，则电离电势为.9、激发电势（excitation potential ）p42原子由第m 条谱线激发到第n 条谱激发电势为.10、两个实验p42 p55：（1）夫兰克—赫兹实验证明原子能级的存在（2）史特恩—盖拉赫实验证明原子空间取向的量子化第三章 量子力学初步1、光子的能量p78E h ν=2、德布罗意（de Broglie ）波长p79h pλ=3、不确定性原理（Uncertainty principle ）p82/2p x ∆∆≥， /2E t ∆∆≥4、薛定谔方程（Schrodinger equation ）p89定态薛定谔方程（time-independent Schrodinger equation ）：5、球坐标下的薛定谔方程p1046、波函数必须满足的三个条件：有限；连续；单值（唯一） 7、五个量子数主量子数n = 1, 2, 3 ···角量子数l = 0, 1, 2 ··· (n - 1)角量子数在z 轴的分量（磁量子数）m l = 0, ±1, ±2, ··· ±l 自旋量子数s = 1/2自旋量子数在z 轴的分量m s = ±1/2第四章 碱金属原子和电子自旋1、四种线系2、锂(Li)3、钠(Na)4、碱金属的光谱项表达式*22(Δ)R RT n n ==- 5、原子实的极化和轨道贯穿使电子的能级偏低，其中轨道贯穿影响较大。
北京市高三物理二轮复习 原子物理教学案
高考综合复习——原子物理● 知识网络考纲要求：知识点要求说明α粒子散射实验，原子的核式结构Ⅰ氢原子的能级结构，光子的发射和吸收Ⅱ氢原子的电子云Ⅰ原子核的组成，天然射放射现象，α射线、β射线、γ射线，衰变、半Ⅰ衰期原子核的人工转变，核反应方程，放射性同位素及其应用Ⅰ放射性污染和防护Ⅰ核能、质量亏损，爱因斯坦的质能方程Ⅱ重核的裂变，链式反应，核反应堆Ⅰ轻核的聚变，可控热核反应Ⅰ人类对物质结构的认识Ⅰ复习指导：本章所考查内容主要集中在原子的核式结构、玻尔理论、质能方程及核反应方程等知识点；题型以选择题和填空题形式出现。
考查范围和题型相对稳定，“考课本”，“不回避陈题”成了本章高考命题的最大特点。
本章复习应紧扣课本，突出原子核式结构理论、能级跃迁规律、核反应方程中质量数和核电荷数守恒、α衰变和β衰变的规律、质能方程等知识，且对α、β、γ等粒子的属性也应该有比较清晰的了解。
● 要点精析☆原子的核式结构：1．α粒子散射现象绝大多数α粒子穿过金箱后仍能沿原来方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°。
2．原子的核式结构卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。
原子的半径大约是10－10m，原子核的大小约为10－15 m～10－14m。
☆玻尔的原子模型：1．玻尔假说的内容：（1）轨道量子化：原子核外电子的可能轨道是某些分立的数值；（2）能量状态量子化：原子只能处于与轨道量子化对应的不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，不辐射能量；（3）跃迁假说：原子从一种定态向另一种定态跃迁时，吸收（或辐射）一定频率的光子，光子能量。
原子物理复习
l=1
j=3/2 ∆T2=-a1/2
l=2
j=5/2 -a2 3/2a2 j=1/2 j=3/2
l=3
-3/2a3 7/2 2a3 5/2
~ ∆ν
∆T1=a1
双层能级的相对间隔（ 相同 相同） 双层能级的相对间隔（n相同）
精细结构裂距（双层能级间隔用波数表示） 精细结构裂距（双层能级间隔用波数表示）
3、锂的四个线系
★主
线
系：
~ νn = p
~ νn = s
R R − , n = 2,3,L 2 2 (2−∆s ) (n − ∆p )
R R − , n = 3,4,L 2 2 (2 − ∆p ) (n − ∆s )
★第二辅线系： 第二辅线系：
★第一辅线系： 第一辅线系：
~ νn = d
★柏格曼系： 柏格曼系：
量子力学
pl = ps = p
j
=
h h * l ( l + 1) = l 2π 2π h h * s ( s + 1) = s 2π 2π h h * j ( j + 1) = j 2π 2π
它在z方向的投影为 它在 方向的投影为
h pjz = mj 2π
总角量子数 j = l + s, l + s − 1, L l − s
第一项可以是从0起的任何正值，第二项是相当于一个谱 线系限的能量。 光的频率可以连续变化，数值从谱线系限起向上增加，即 连续带从谱线系限起向短波延伸。
连续谱可看作自由电子与离子结合形成原子时产生的光谱
里德伯常数的变化
1 RA= R∞ m 1+ M
原子光谱可以推得原子内部能量量子化，即原子间隔能级 的存在。 1914年夫兰克、赫兹用电子和汞蒸汽原子的非弹性碰撞实验 直接而且独立地证明了原子内部的能量是量子化的。 量子化普用法则：
2009届全国名校高考物理专题训练之动量守恒原子与原子核波粒二象性共17页
2009届全国名校高考物理专题训练之动量守恒原子与原子核波粒二象性 、选择题1. （ 2008年南宁市高中毕业第二次适应性测试） 原子核292俘获一个慢中子后发生裂变，核反应 方程式为，U +0 nT 156 Ba +3；Kr + aX ，其中X 为某种粒子，a 为X 的个数。
则以下说法正确 的是（）A. a = 3B. X 为电子c.上述原子核中的核子数最多的是 925 UD.上述原子核中的中子数最少的是 235 92答案：AC2.（揭阳市2007 — 2008年学年度第二次模拟考试题 的方法获得新的人造元素，如1996年德国的达姆施特重离子研究所就合成了一种新的人造元素，它是由30Zn 撞入一个28；Pb 的原子核，并立即释放出 ）元素除天然的外，还可以通过合成个中子后而形成的，则该新元素的（）A.原子序数为113 E.原子序数为112 C.中子数为165D.核子数为 278答案：BC3. （揭阳市2007 — 2008年学年度第二次模拟考试题 ）按照玻尔的理论，氢原子的能级是 氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。
当一个氢原子从 n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）A.氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加E.氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小 C. 氢原子可能辐射6种不同波长的光 D. 氢原子可能辐射3种不同波长的光答案：AD4. （辽宁省部分重点中学）一个中子和一个质子相结合生成一个氘核， 是 m 「m 2、m 3，则（）A.由于反应前后质量数不变，所以 m什m 2=m 3,反应前后没有能量变化B. 由于反应时释放出了能量，所以 m 什m 2>m 3C.由于反应在高温高压下进行，从而吸收能量，所以 m 1+m 2<m 3 D. 反应时放出的能量为（m 1+m 2- m 3） c 2 （其中c 是真空中的光速） 答案：BD 若它们的质量分别照射光电管时，电流表指针会发生偏转， 时不发生光电效应（）A. A 光的频率大于 B 光的频率B. B 光的频率大于 A 光的频率C. 用A 光照射光电管时流过电流表D. 用A 光照射光电管时流过电流表 答案：ACG 的电流方向是b 流向a6. （2008年宁波地区四校高三统测理综物理部分 ）关于〉、- > 三种射线，下列说法A. a 射线，B 射线，丫射线C. 丫射线，a 射线，B 射线B.B 射线，a 射线，丫射线 D. 丫射线，B 射线，a 射线）A .〉射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强。
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原子物理一、选择题在每小题给出的四个选项中，有的只有一项是正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。
1．2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象。
关于光电效应，下列说法正确的是（ ）A ．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D ．某单色光照射一金属时不能发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应2．从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是（ ） A.原子核中，有质子、中子，还有α粒子 B.原子核中，有质子、中子，还有β粒子 C.原子核中，有质子、中子，还有γ粒子 D.原子核中，只有质子和中子3.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV ，用波长为2.5×10-7m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s ，元电荷为1.6×10-19C ，普朗克常量为6.63×10-34J s ，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是（ ）A ．5.3×1014HZ ，2.2J B ．5.3×1014HZ ，4.4×10-19JC ．3.3×1033H Z ，2.2JD ．3.3×1033H Z ，4.4×10-19J 4.下列说法正确的是 （ ） A.H 21+H 31→He 42+n 10是聚变 B.U 23592+n 10→Xe 14054+Sr 9438+2n 10是裂变C.Ra 2411→Rn 22288+He 42是α衰变D.Na 2411→Mg 2412+e 01-是裂变5．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。
用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（ ） A ．锌板带正电，指针带负电 B ．锌板带正电，指针带正电 C ．锌板带负电，指针带正电 D ．锌板带负电，指针带负电6．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m=1.67⨯10—27kg ，普朗克常量h=6.63⨯10—34J ·s ，可以估算德布罗意波长λ=1.82⨯10-10m 的热中子动能的数量级为（ ）A ．10—17JB ．10—19JC ．10—21JD ．10—24J7．可见光光子的能量在1.61 eV ～3.10 eV 范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n 为（ ） A.1 B.2 C.3 D.48．在光电管的实验中（如图所示），发现用一定频率的A 单色照射光 电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应，那么（ ） A ．A 光的频率大于B 光的频率。
B ．B 光的频率大于A 光的频率。
C ．用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向b 。
D ．用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a 。
9．氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光。
已知其中的两个波长分别为1λ和2λ，且1λ>2λ,则另一个波长可能是（ ） A ．1λ+2λ B. 1λ-2λ C.1212λλλλ+ D. 1212λλλλ-10．下列说法正确的是：（ ）A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B ．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D ．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加11．关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）A ．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B ．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大．因此贯穿物质的本领很强C ．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β哀变D ．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线 12.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的，u 夸克带电荷量为32e ，d 夸克带电荷量为-31e ，e 为元电荷.下列论断中可能正确的是 （ ）A.质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C.质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成13.下图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）14．现有k 个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1/n （ ）A ．2kB ．kC ．23kD ．2k 选 1. 用大量具有一定能力的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。
调高电子的能力在此进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。
用△n 表示两侧观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量。
根据氢原子的能级图可以判断，△n 和E 的可能值为（ ）A 、△n =1，13.22 eV <E <13.32 eVB 、△n =2，13.22 eV <E <13.32 eVC 、△n =1，12.75 eV <E <13.06 eVD 、△n =2，12.75 eV <E <13.06 Ev选2.2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。
他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是 A 、微波是指波长在10-3m 到10m 之间的电磁波 Ｂ、微波和声波一样都只能在介质中传播 Ｃ、黑体的热辐射实际上是电磁辐射Ｄ、普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说二、计算题：（50分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．如图所示，氢原子从n >2的某一能通级跃迁到n =2的能级，辐射出能量为2.55eV 的光子，问要给基态的氢原子最少提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后氢原子可能的辐射跃迁图。
如图所示，氢原子从n>2的某一能通级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为2.55eV 的光子，问要给基态的氢原子最少提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后氢原子可能的辐射跃迁图。
16．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳能的来源. （1）写出这个核反应方程； （2）求这一核反应放出的能量.17．氢原子第n 能级的能量为21nE E n =，其中Ｅ1是基态能量，而n =1，2，…。
若一氢原子发射能量为1163E -的光子后处于比基态能量高出143E -的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？18.（10分）U 23592受中子轰击时会发生裂变，产生Ba 13956和Kr 9436，同时放出能量.已知每个铀核裂变释放的平均能量为200 MeV.（1）写出核反应方程;（2）现在要建设发电功率为5×105kW 的核电站，用U 235作核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗U 235多少千克？（阿伏加德罗常数取6.0×1023mol -1）选1人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。
请按要求回答下列问题。
（1）卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。
请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。
①_________________________________________________________ ②__________________________________________________________在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。
________________________________________。
（2）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。
中子在重水中可与12H 核碰撞减速，在石墨中与612C 核碰撞减速。
上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。
某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？参考答案15．12.75eV ，略（共6条）16．（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为：4H 11→He 42+2e 10. （2）该反应过程中的质量亏损为： Δm =4m H -(m He +2m e )=0.026 6 uΔE =Δm ×c 2=0.026 6×1.660 6×10-27×(3×108)2 J=3.98×10-12J. 17解：设氢原子发射光子前后分别处于第l 与第m 能级，则依题意有①②由②式解得 m =2 ③ 由①③式得l =4 ④氢原子发射光子前后分别处于第４与第２能级。
18解析（1）核反应方程U 23592+n 10→Ba 13956+Kr 9436+3n 10+200 MeV.（2）电站一天发出的电能E 1=Pt ①设每天消耗U 23592为m kg ，核裂变释放的能量为E 2=m ×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ② 由能量转化得E 1= E 2③由①②③式得m =1.06 kg.选1（1）卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱（或其他成就）查德威克发现了中子（或其他成就）。