原子物理学试题(A卷)

宜宾学院20xx ——20xx 学年度下期

《原子物理学》试题（A 卷）

（2）常数表： h = 6.626 ⨯10-34J ⋅s = 4.136⨯10-15eV ⋅s ；R ∝ = 1.097⨯107m -1；e = 1.602 ⨯ 10-19C ；

N A = 6.022⨯1023mol -1； hc = 1240eV ⋅nm ；k = 1.380⨯10-23J ⋅K -1 = 8.617⨯10-5eV ⋅K ； m e = 9.11⨯10-31kg = 0.511Mev/c 2；

m p = 1.67⨯10-27kg = 938MeV/c 2；a 0 = 0.529⨯10-10m ； m p = 1.67⨯10-27kg = 938MeV/c 2 ；μB = 9.274⨯10-24J ⋅T -1 = 5.788⨯10-5eV ⋅T -； u = 1.66⨯10-27

kg = 931MeV/c 2

；

e 20

4πε = 1.44eV ⋅nm

考试时间：120分钟

一、填空题（每小题 3 分，共 21 分）

1．提出电子自旋概念的主要实验事实是_________________________________ 和_________________________________ 。

2．已知He 原子1P 1→1S 0跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线。若其波数间 距为∆~v

，则此磁场的磁感应强度B = 。今测得∆~.v =-04671cm ， 则B = 特斯拉。

3．二次电离的碳离子（C ++）按其能级和光谱的特点，应属于类 离子；其基态原 子态是_______________；由2s3p

P 3

210,,态向2s3s S 31态跃迁可产生

条光谱线。4．按照电子的壳层结构， 原子中 相同的电子构成一个壳层；同一壳层中 相同的电子构成一个支壳层。第一、三、五壳层分别用字母表示应依次是 、 、 。

5．钾原子的电离电势是4.34V ，其主线系最短波长为 nm 。 6．泡利不相容原理的内容表示为： 。 7．α衰变的表达式为： ;

α衰变发生的条

件为： 。

二、选择题（每小题 3 分，共 27 分）

1．碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生：（ ）

A. 相对论效应;

B. 原子实极化;

C. 价电子的轨道贯穿;

D. 价电子自旋与轨道角动量相互作用。

2．对Cu （Z=29）原子，失去一个K 壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量 差不多大多少倍？（ ）

A. 100,000；

B. 100；

C. 1000；

D. 10,000。 3．碱金属光谱的主线系是电子在下列哪种跃迁下形成的？ （ ）

A ．nS 2P ；

B ．nD 2P ；

C ．nF 3

D ； D ．nP 2S 。

4．某原子的两个等效d 电子组成原子态1G 4、1D 2、1S 0、3F 4, 3, 2和3P 2, 1, 0，则该原子基

态为：（ ） A. 1S 0； B. 1G 4;

C. 3F 2；

D. 3F 4 。

5．由状态2p3p 3P 到2s2p 3P 的辐射跃迁：（ ） 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。

6．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. 2条; B. 3条; C. 5条; D. 不分裂。

7．卢瑟福由α粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是：（ ） A. 普朗克能量子假设; B. 爱因斯坦的光量子假设; C. 狭义相对论; D. 经典理论。

8．原子中轨道磁矩μL 和轨道角动量L 的关系应为： （ ）

A .;μL e e m =

L B .;μL e e m =2L C .;μL e

e

m =-2L D ..μL e e m =-L 。

9．He 能谱中的两套能级之间不能发生跃迁，是由于： （ ）

A ．耦合一般法则；

B ．L —S 耦合跃迁选择定则；

C ．J —J 耦合跃迁选择定则；

D ．He 是惰性元素。

三、计算题（第4题12分，其余每题10分， 共 52分）

1．原子中设轨道角动量量子数L =2, 问: (1) L x 2+L y 2的极小值是什么? (2) L x 2+L y 2的极大值是什么? (3) 设M L =1,则L x 2+L y 2=? (4) 从这里能够确定L x 和L y 的值吗?

2．钙原子（Z=20）基态的电子组态是4s4s ，若其中一个电子被激发到5s 态（中间有3d 和4p 态），当它由4s5s 组态向低能态直至基态跃迁时，可产生哪些光谱跃迁？画出能级跃迁图（钙原子能级属LS 耦合，三重态为正常次序）。

3．（1）动能为6MeV 的α粒子被金核以60散射，试求其瞄准距离是多少？ （2）求α粒子被金属箔散射后，散射角大于60的粒子数和散射角大于90的

粒子数之比。

4．毕克林系是在星球的He +光谱中发现的。它是当He +中的电子从较高能级跃迁到n = 4能级发射的。(1) 列出属于这一线系的谱线的波长的准确公式；(2) 求线系限的波长；(3) 这个线系在光谱的哪个区域？(4) 若He +处于基态，求电离能。（计算时取R He hc = 13.60eV ）

5．一束波长为0.54n m 的单色光入射到一组晶面上，在与入射光偏离120°方向上产生一级

衍射极大，试问晶面间距多大？