原子物理学试题ABC

原子物理学试题（A 卷）

一、选择题（每小题3分，共30分）

1．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

2．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.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4

3．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： 4．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 1 C. 1s2p 3P 2 2s2p 3P 2 D.1s1s 3S 1 2s2p 3P 2 1s2p 1D 1 5．原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为： A ．

B μ3

15

； B. 0； C. B μ25； D. B μ215- 6．氖原子的电子组态为1s 22s 22p 6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为： Ａ.１

Ｐ１； Ｂ.３

Ｓ１； Ｃ .１

Ｓ０； Ｄ.３

Ｐ０ . 7．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。

8．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。 9．发生?+衰变的条件是

A.M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋m e ;

B.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m e ;

C. M (A,Z)＞M (A,Z －1);

D. M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋2m e

10．既参与强相互作用，又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子只有： A.强子; B.重子和规范粒子; C.介子和轻子; D.介子和规范粒子 二、填空题（每题4分，共20分）

1．原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中α粒子的____________________。 2．夫—赫实验的结果表明___________________________________。 3．如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值为___________。

4．85

36Kr 样品的原子核数N 0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为_________。 5．碳原子基态的电子组态和原子态分别是________________________。

三、（10分）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。 四、（15分）①已知：35.1=∆s ,86.0=∆p ,01.0=∆d ,求钠原子的电离电势.

②若不考虑精细结构，则钠原子自D 3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？若考虑精细结构，则如何？

五、（10分）解释Cd 的6438埃的红光(1D 2?1P 1) 在外磁场中的正常塞曼效应，并画出相应的能级图。 六、（8分）氦原子有两个价电子,基态电子组态为1s1s 若其中一个电子被激发到2p 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.

七、（7分）用α粒子轰击147N 原子核，生成178O 原子核。试计算核反应能和阈能。已知：11H ：1.007825u,

4

2He ：4.002603u,

14

7N ：14.003074u ，17

8O ：16.999133。

原子物理学试题（A 卷）标准答案和评分标准

一、选择题（每小题3分，共30分） CBACBCCCDA

二、填空题（每题4分，共20分）

1．大角散射 2．原子能量量子化 3．2/3 4．N 0/9 5．1s 22s 22p 2 3P 0 三、（10分）玻尔假设：定态假设、频率条件、轨道角动量量子化假设 5分

氢原子基态的能量242

01241

e m E e ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=πε

5分 四、（15分）①已知：35.1=∆s ,86.0=∆p ,01.0=∆d ,钠原子的电离电势

()V 14.532

≈∆-=

e

Rhc

U s 5分 ②若不考虑精细结构，则钠原子自D 3态向低能级跃迁时跃迁选择定则1,±∆＝l 可发出3条谱线，其中

主线系一条：P S 33~-=ν

；锐线系一条：S P 43~-=ν；漫线系一条：D P 33~-=ν，能级跃迁图如下。 5分

考虑精细结构，则钠原子自D 3态向低能级跃迁时可发出7条谱线。 5分

依据跃迁选择定则10,j 1,±=∆±∆＝l ，能级跃迁图如下。

五为一个洛仑兹单位∆和

,由此形成的激发态向

核反应阈能MeV 53.114

4

1418.1≈+≈+-=N N M M M Q

E α阈 3分 原子物理学试题（B 卷）

一、选择题（每小题3分，共30分）

1．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 2．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.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4 3．基于德布罗意假设得出的公式V

26.12=

λ ?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 4．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.相对论修正和原子实极化、轨道贯穿 C.自旋－轨道耦合和相对论修正

D. 原子实极化、轨道贯穿、自旋－轨道耦合和相对论修正

5．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

6．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 7．氩（Ｚ＝18）原子基态的电子组态及原子态是： Ａ.1s 22s 22p 63s 23p 6 1S 0 Ｂ.1s 22s 22p 6２p 63d 8 3P 0 Ｃ.1s 22s 22p 63p 8 1S 0 Ｄ. 1s 22s 22p 63p 43d 2 2D 1/2 8．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 9．原子核平均结合能以中等核最大, 其值大约为 A.8.5

10．发生?+衰变的条件是

A.M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋m e

B.M (A,Z)＞M (A,Z ＋1)＋2m e

C. M (A,Z)＞M (A,Z －1)

D. M (A,Z)＞M (A,Z －1)＋2m e 二、简述题（每小题2分，共20分）

1．什么是电子？

2．波恩对波函数作出什么样的解释？

3．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？ 4．何谓衰变常数、半衰期、平均寿命？ 5．基本粒子按其相互作用可分为几类？

三、（15分）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。