原子物理期末试卷(2009.6)

浙江大学2008–2009学年二学期

《原子物理学》课程期末考试试卷（附有本人吐槽）

请考生仔细阅读以下注意事项：

1. 诚信考试，沉着应考，杜绝违纪。

2. 开课学院：__理学院_

3. 考试形式：闭卷，允许带___笔__入场

4. 考试日期： 2009 年 6 月 21 日,考试时间： 120 分钟

考生姓名：学号：所属院系： _

一．填充题

1．原子的直径大约为数量级；质子的直径大约为数量级；电子的直径小于数量级。

2．原子的外层电子之间的跃迁所放出的光子能量约为数量级；

俄歇电子能量约为数量级；内变换电子的能量约为

数量级。

2T，3．炼钢炉火焰的辐射可近似看成黑体辐射。设原炉温为T0，若将炉温增至

0则其总辐射本领是原来值的倍。

4．按照泡利不相容原理，在原子的3s, 3p以及3d三个支壳层中总共可以填充颗电子。

5．处于状态2D5/2的La原子束在横向非均匀磁场中分裂成____________ 束，La原子的轨道角动量为，自旋角动量为，总角动量为，总磁矩为。

二．简答题

1．火车紧急刹车，车轮和铁轨之间火星飞溅。试用玻尔理论解释这一现象。答：热了么。

2. 铁锤可砸碎石头，请从结合能的角度对此现象进行解释。

3. 原子光谱的精细结构是怎么引起的？原子光谱的超精细结构又是怎么引起的？

答：擦，每年都问同样的。

4．试描述穆斯堡尔效应的实验过程和物理机理。

答：无反冲γ共振吸收。量级：13

10-

5．由核物理可知：原子核内是不存在电子的。为什么？由原子核β衰变而飞出的β粒子(电子)又是怎么形成的?

答：以德布罗意波估算之。

三．计算题

1．铍原子基态的电子组态是2s2s，若其中有一颗电子被激发到3p态，按L-S 耦合法则可形成哪些原子态？写出有关的原子态符号。从这些原子态向低能态跃迁时可产生几条光谱线？画出相应的能级跃迁图。

2． 正电子素是由一颗正电子和一颗电子所组成的束缚系统。正电子除了带电 量为+e 外，其余性质和电子完全一样。试求：（1）正电子素的第一玻尔 轨道半径；（2）正电子素的电离能；（3）正电子素与氢原子的里德堡常 数之比值。

3． Rh 原子(Z = 45)基态的电子组态为4d 85s 1，试确定其基态。

)10529.04(10

2

200m e

m a e -⨯== πε

4． 已知铅的各吸收限如下： λk = 0.0141 nm, λLII = 0.0813 nm, λLIII = 0.0950 nm.

试计算铅的特征线K α1和K α2 的波数。 解：II L -K ：2αK ；

III L -K ：1αK

5． 氦原子光谱中波长为6678.1Å (1s3d 1D 2 → 1s2p 1P 1) 与 7065.1 Å (1s3s 3S 1 → 1s2p 3P 0) 的两条谱线，在弱磁场中发生塞曼效应各分裂成几条？分别作 出能级跃迁图，问哪一个是正常塞曼效应？哪一个是反常塞曼效应？ 解：自旋为零间的为正常塞曼效应。

6．在人体的血液中注入放射性同位素24Na（T1/2 = 15 小时）的液体，它的放射性强度为2000 粒子/秒。经过5小时后，取出1立方厘米的血液，测得其放射性强度为16粒子/分。（1）试估算人体中血液的体积；（2）类似方法还有哪些用途？请举例说明。

7．210Po核从基态开始衰变，并伴随发射两组α粒子，其中一组α粒子的能量为Eα1 = 5.30 MeV，另一组α粒子的能量为Eα2 = 4.50 MeV。试计算子核由激发态回到基态时放出γ光子的能量。

这两组，一组是衰变到激发态，一组是衰变到基态。其能量差即为光子能量。

8．47V 既可发生β+衰变，也可发生K俘获，已知β+的最大能量为1.89 MeV，试求K俘获过程中放出的中微子的能量Eν。