原子物理学试题汇编

原子物理学试题汇编

1

临沂师范大学物理系

原子物理期末考试(卷一)

(1)弗兰克-赫兹实验的原理和结论。

1.原理:加速电子与基态汞原子之间的碰撞非弹性碰撞，使汞原子吸收4.9电子伏特的电子转移能量并跃迁到第一激发态。当处于第一激发态的汞原子回到基态时，它会发出2500埃的紫外光。(3分)

结论:证明汞原子的能量是量子化的意味着证明玻尔的理论是正确的。(2分)

2.泡利不相容原理。

2.在费米子系统中，两个或更多的费米子不允许处于相同的量子态。(5分)

3.x光识别光谱是如何产生的？

3.内壳中的电子填充空位产生识别光谱。(5分)4。什么是原子核的放射性衰变？举个例子。

4.原子核的自发发射？？？辐射现象称为放射性衰变，(4分)例(略)(1分)

5.为什么核裂变和核聚变会释放巨大的能量？

5.因为中等质量数的原子核的平均结合能比轻或重原子核的平均结合能大约8.6兆电子伏，所以轻核聚变和重核裂变可以释放出大量的能量。

2

巨大的能量。(5分)

第二，(20分)写下钠原子基态的电子构型和原子态。如果价电子被激发到4s态，在跃迁到基态的过程中会发射出多少条谱线？试着画一个能级转换图并解释它。

(2)、(20分钟)(1)钠原子基态的电子组态1 s22s 22p 63s；原子基态是2S1/2。(5分)

(2)当价电子被激发从4s态跃迁到基态时，它们可以发射4条谱线。(6分)(3分)根据过渡选择规则？l=？1，？j。0，？1 (3分)

能级跃迁图为(6分)

42S1/2 32P3/2 32P1/2 32S1/2

(3)、(15)对于电子构型3p4d，(1)当ls耦合时，写下所有可能的光谱项符号；(2)如果放在磁场中，这个电子构型会分裂成多少能级？(3)在这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？三，(15点)(1)可能的原子状态是

1

P1，1D2，1F 3；3P2，1，0，3D3，2，1，3F4，3，2 .(7

点数)

(2)总共60个能级。(5分)

(3)由相同电子构型形成的原子态之间没有偶极辐射跃迁。(3分)

2

(20分钟)镉原子在从1d2到1p1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子被置于强度为2T的均匀磁场中时，就会产生塞曼效应。计算了谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并绘制了相应的光谱跃迁图。

四，(20点)单重态之间的塞曼分裂成正常的塞曼效应，在相邻的谱线之间

1？？？波数的差异是洛伦兹单位吗？？？？？2？46.6(5分) ？？？？所以呢。？？0.39A (5分)

然后呢。-=6437.6A，？0=6437A，？+= 6438.39a (5分)

能级跃迁图为(5分)

(1)(10分)用中子撞击F产生9O并释放一个新的粒子来写核反应方程；在实验室坐标系中，当这种核反应发生时，中子必须具有的最小能量是4.1毫瓦。试着找出反应能量的Q值(N: 1.008665U，F: 10199199

10000D2 1P1？-？0？+ 18.998405 u).

117(2)(10分)众所周知，235铀原子核的平均结合能是7.572兆电子伏，锡和118锡原子核的平均结合能是8.6兆电子伏。找出当235铀分裂成两个锡原子核时释放了多少

3

4

能量？平均一个原子核释放多少能量？

1191 5，(1)(10分)0n？199英尺？8o+1h (5分)

问？？艾明姆？？3.89毫伏(5分)

M0？M1(2)(10分)235单位释放241.6兆电子伏的能量。(5分)每个原子核平均释放1.036兆电子伏的能量。(5分)

临沂师范大学物理系

原子物理期末考试(卷二)

(1)玻尔理论的成功和局限性。

1.玻尔理论的成功:稳态概念、能量量子化、辐射频率定律和氢原子光谱的五个线性系统的形成，为量子力学的建立奠定了基础。(3分)

局限性:没有脱离经典物理学的框架，量子化条件的引入就没有严格的数学证明，量子化条件不能解释氢原子光谱的强度和宽度，也不能完全描述原子现象。(2分)

2.波函数及其物理意义。

2.微观粒子态的波函数ψ？r，t？描述，一般波函数是复杂的。(2分) 波函数模式的平方ψ？r，t？表示时间t在x和x之间。dx，y~y？迪，z~z？Dz区

2？？在元单位体素中发现粒子的概率。(3分)

3.泡利不相容原理。

3.两个或更多的费米子不允许在同一个费米子系统中。

4

5

量子态。(5分)

4.x光识别光谱是如何产生的？

4.内壳中的电子填充空位产生识别光谱。(5分)5。什么是原子核的放射性衰变？举个例子。

5.原子核的自发发射？、？、？辐射现象称为放射性衰变，(4分)

示例(略)(1分)

(20分钟)当处于基态的氢原子被12.3电子伏特的光子激发时，被激发的氢原子能产生多少谱线？找到相应谱线的频率(使用玻尔理论，不考虑电子自旋)

(15分钟)钇原子的基态是2D。在斯特恩-加拉格尔实验中使用这种原子时，原子束被分成4束，并计算出原子基态的总磁矩及其在外磁场方向上的投影(结果用玻尔磁子表示)

(20分钟)镉原子在从1d2到1p1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子被置于强度为2T的均匀磁场中时，就会产生塞曼效应。计算了谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并绘制了相应的光谱跃迁图。

1191 5，(1)(10分)0n？199英尺？8o+1h的核反应，在实验室坐标系中，

当这个核反应发生时，中子必须具有的最小能量是4.1兆电子伏。试着找出反应能量。

q值(n: 1.008665u，

10199F:18.998405 u).(2)(10分)235U已知

原子核的平均结合能为7.572兆电子伏，117锡和118锡原子核的平