原子物理学第二章填空题、选择题、问答题

第二章填空题、选择题、问答题
一、填空题
1. 静止的电子与He 核结合成一个He +离子，这过程中发射的光子波长为 nm 。

2. 电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为 eV 。

3. 三次电离铍(Z =4)的第一玻尔轨道半径为 ，在该轨道上电子的线速度为 。

4. 广义巴尔末公式)11(1~2
2n
m R −==λν，式中：ν~是 ，当m=1时，公式描述的是氢原子的 ，对于该线系，n 的取值范围是n= 。

5. 某类氢离子的巴尔末系和赖曼系主线的波长差等于133.7nm ，则该类氢离子的原子序数为Z= 。

6. 处于第一激发态氢原子的电离电势为 。

7. 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 。

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别为： ， ， 和 。

9. 玻尔原子理论的三条基本假设是 ， ， 。

10. 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 。

11. 按玻尔理论，原子只能处于一系列 的稳定状态，其中能量最低的定态称为 ，高于 的态称为 。

12. 氢原子基态能量E 1= eV ，玻尔轨道半径r 1= nm 。

13. 氢原子从能量为-0.85eV 的状态，跃迁到能量为-3.4eV 状态时，所发射的光子能量是 eV，它是电子从n= 能级到n= 的能级的跃迁。

14．写出普朗克常数h= ，玻尔半径2
002
4πεa me ==的量
纲是 ，里德伯常数()24
2
22
024πme R πεh c
∞=的量纲是 。

15．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最多可能出现 条光谱线（不考虑自旋）。

二、选择题
1. 当氦离子至少处于如下温度时，其巴耳末系才会在吸收谱中有相当的份量（当T =300K 时，k B T ≈1/40eV ）
A. 103K ；
B. 105K ；
C. 107K ；
D. 109K 。

2. 已知氢原子中的电子在n = 1的轨道上运动形成的电流约为1毫安。

则单电子在n = 3的轨道上绕Li 核(Z = 3)旋转时，电子所形成的电流约等于：
A. 0.3毫安；
B. 1毫安；
C. 3毫安；
D. 9毫安。

3. 下图表示从基态起汞原子可能的某些能级（以eV 为单位），总能量为9eV 的自由电子与处于基态的汞原子碰撞，碰撞之后电子所具有的能量（以eV 为单位）可能值是什么？（允许忽略汞原子动量的变化）。

能量（e V ）
0 -1.6 -3.7 -5.5
-10.4基态
A. 0.2, 1.4, 4.1；
B. 2.3, 3.5, 4.1；
C. 0.2, 2.3, 4.1；
D. 1.4, 0.2, 3.5。

4. 氢原子的基态能量约为-13.6eV ，则电子偶素的基态能量为多少（电子偶素由一个电子和一个束缚态的正电子组成）？
A. -1.2eV
B. -3.4eV
C. -6.8eV
D. -27.2eV
5. 假设钠原子（Z=11）的10个电子已经被电离，则至少要多大的能量才能剥去它的最后一个电子？
A. 13.6eV
B. 136eV
C. 13600eV
D. 1.64keV
6. 使氢原子从基态电离所需要的最小能量约为多少？ A. 1.36eV B. 0.136eV C. 13.6eV D. -13.6eV
7. 氢原子由n=1的基态被激发到n=4的状态后，由于不稳定又向低能级跃迁，则下列选项中哪个是正确的？
A. 可能辐射出的光子最大能量是13.6eV ；
B. 可能辐射出六种不同能量的光子；
C. 可能辐射出三种不同能量的光子；
D. 这种情况下，能级间跃迁的△n=1。

8. 如图所示，被激发的氢原子跃迁到较低能态时，可发出三种波长的辐射，并可导得它们之间的关系为
A. 31λλ2λ=+；
B. 12λλ3λ=+；
C. 21λλ3λ=+；
D. 31111λλ2
λ=+。

9. 下列哪种能量能使基态的氢原子受激后可以发射赖曼系最长波长的谱线？
A. 1.51eV
B. 1.89eV
C. 10.2eV
D. 13.6eV
10. 夫兰克—赫兹(Frank-Hertz)实验证明了： A. 原子核是由质子和中子构成的； B. 原子是稳定的；
C. 原子受到激发后能够处于具有各种能量完全一定的、不连续的状态；
D. 原子核可以被分裂。

11. 1890年瑞典物理学家里德堡在收集和整理光谱资料中，总结出描述氢光
谱线波长的经验公式（里德堡公式）：
2211R m n λ⎛⎞⎟⎜=−⎟⎜⎟⎜⎝⎠
1，R 被称为里德堡恒量。

如m=2时，n 取3,4,5,等值，得到巴尔末系的里得堡公式。

若用里得堡恒量R 表示氢光谱的最短波长，则可写成下列哪种形式？
A. λmin =R/4
B. λmin =2/R
C. λmin =1/R
D. λmin =4/4(3R)
12. 按玻尔理论，电子绕核作圆周运动时，电子的动量矩的可能值为 A. 任意值 B. nh, n=1, 2, 3
C. 2πnh, n=1, 2, 3
D. ,1,2,3,2nh
n π="
13. 在气体放电管中，用能量12.1eV 的电子轰击处于基态的氢原子（氢原子的基态能级=-13.6eV ），使之激发，在自发辐射中，可能发射谱线的数目及所属的线系为
A. 4条，两条属赖曼系，两条属巴尔末系；
B. 3条，一条属赖曼系，两条属巴尔末系；
C. 3条，两条属赖曼系，一条属巴尔末系；
D. 2条，都属巴尔末系。

14.He +中的电子由某个轨道跃迁到另一轨道，相应物理量可能发生的变化如下：
A. 总能量增加，动能增加，加速度增加，线速度增加；
B. 总能量增加，动能减少，加速度增加，线速度减少；
C. 总能量减少，动能增加，加速度增加，线速度增加；
D. 总能量减少，动能增加，加速度减少，线速度减少。

15.原子从能量为E n 的状态跃迁到能量为E m 的状态时，发出光子的能量为
22n m n m
n m;n E E E E A.; B.; C.E E D.E E n m n m
−−+−m
16.根据巴尔末公式，若氢原子H α线的波长λα（即n=3→n=2的谱线波长），则线H β线的波长λβ（即n=4→n=2的谱线波长）等于
2720153620273615
αααA.λ; B.λ; C.λ; D.αλ
17.由氢原子理论可知，当氢原子处于n=3的激发态时，可发散： A ．一种波长的光； B. 两种波长的光； C ．三种波长的光； D. 各种波长的光。

18.根据玻尔理论，氢原子中的电子在n=4的轨道上运动的能量与在基态的轨道上运动的能量之比为：
A ．1/4 B. 1/8 C. 1/16 D. 1/32
19.质量为M 的原子核与质量为m 的电子结合成一个单电子离子。

该离子的里德伯常数R M 与R ∞的关系为：
11M M M M m A.R R ;
B.R R ;
M m m C.R R /; D.R R .M M
∞∞∞∞
⎛⎞⎟⎜==⎟⎜⎟⎜⎝⎠⎛⎞⎟⎜=+=⎟⎜⎟⎜⎝⎠+
20.欲使处于激发态的氢原子发出H α线，则至少需提供多少能量（eV）? A. 13.6 B. 12.09 C. 10.2 D. 3.4
21.正负电子绕其共同的质心转动形成“电子偶素”，当由第一激发态返回基态时发射光子的波长为
A. 3R ∞/8
B. 3R ∞/4
C. 8/3R ∞ A. 4/3R ∞
22.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 。

三、问答题
1．氢原子光谱中，同一谱系的各相邻谱线的间隔是否相等？
2．试根据氢原子的能级公式说明当量子数n 增大时能级的变化发情况以及能级间的间隔变化情况。

3．具有磁矩的原子，在横向均匀磁场和横向非均匀磁场中运动时有什么不同？。