原子物理学期末试卷d

原子物理学D 卷 试题第1页（共3页） 原子物理学D 卷 试题第2页（共3页）
皖西学院 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
一．填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。

1． 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。

2． 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 。

3． 线状光谱是 所发的，带状光谱是 所发的。

4． 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．α
衰变的一般方程式为：α
→X A
Z。

放射性核素能发生α衰变的
必要条件为 。

6．原子中量子数l m l n ,,相同的最大电子数是 ；l n ,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
谱线波长分别为： ， ， 和 。

9．泡利为解释β衰变中β粒子的 谱而提出了 假说，能谱的最大值对应于 的动量为零。

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：31=l ，22=l ，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Rb 22688发生α衰变后，α粒子和子核动量大小之比为多少？
（A ）111：2 （B ）3：111
（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：),,,(s l m m l n ，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O n n O 15
8168)2,(中，反应能MeV Q 66.15-=，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系 );3()4(d T s T <
（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23
D 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。

（ ）
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三．计算题：本大题共6小题；共55分。

答案请写在答题纸上。

1． 试计算氢原子的3,2,1=n 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。

2． Na 原子基态3S 。

已知其共振线波长为
A 5893，漫线系第一条的波长为
A 8193，基
线系第一条的波长为
A 18459，主线系的系限波长为
A 2413，试求F D P S 4,3,3,3各谱项的项值。

3． 在史特恩-盖拉赫实验中，不均匀横向磁场梯度为
Z
B Z
∂∂，磁极的纵向范围cm d 10=，磁极中心到屏的距离cm D 30=，使用的原子束是处于基态2/34F 的钒原子，原子的动能MeV E k 50=，试求束上线束边缘成分之间的距离。

4． 已知铅的K 吸收限为nm 0141.0，K 线系各谱线的波长分别为：)(0167.0αK nm ；
)(0146.0βK nm ；)(0142.0γK nm ，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αL 线的波长。

5． 试求核反应O p N 17
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7),(α的反应能及其阈能。

有关同位素的质量如下：
H 11：u 007825.1；He 4
2：u 002603.4；O 178：u 999133.16；N 147：
u 003074.14。

6．假定金核半径为fm 0.7，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fm 0.4。