原子物理学试题E卷

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宜宾学院20xx ——20xx 学年度下期

《原子物理学》试题（E 卷）

说明：（1）本试题共3 页 三 大题，适用于 物理与电子工程学院 物理学专业。 （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⨯10-27kg = 931MeV/c 2；

e

2

4πε = 1.44eV ⋅nm

考试时间：120分钟

一、填空题（每小题 3 分，共 21 分）

1．若已知钾原子主线系第一条谱线双重线的波长等于7698.98埃和7664.9埃, 则该原子4p 能级的裂距为_____________________eV 。

2．氦原子的第一激发态是 （写出谱项符号）。由于选择定则 的限制，它不能通过自发辐射跃迁到基态，因此可在该态停留较长时间，这种状态称 态。 3．某原子的两个价电子处于2s2p 组态，按LS 耦合可构成的原子态个数为 个，总角动量量子数 J 的值分别为 ；按jj 耦合可形成的原子态个数为 个，J 的值分别为

。

4．三次电离铍(Z =4)的第一玻尔轨道半径为 ，在该轨道上电子的线速度

为 。

5．电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。特别重要的是他还发现

了_______ 是量子化的。

6．α射线是高速运动的__________ ; β射线是____________ ; γ射线是__________ 。 7．α衰变放射出的α粒子的射程R 和动能E α的经验规律是______________。

二、选择题（每小题 3 分，共 27 分）

1．若原子处于1D 2和2S 1/2状态, 它们的朗德因子g 的值分别为：（ ） A. 1和2/3 ; B. 2和2/3 ; C. 1和4/3 ; D. 1和2 。

2．伦琴线光谱的K L M ,, 吸收限的能量数值分别对应各壳层电子的 （ ） A. 激发态； B. 俄歇电子能量；

C. 电离能；

D. 电子跃迁形成各线系第一条线的能量。 3．由伦琴射线照射原子所导致的俄歇电子的能量：（ ） A. 与伦琴射线的能量有关，与被照射原子性质无关； B. 与伦琴射线和被照射原子性质都有关； C. 与伦琴射线和被照射原子性质都无关；

D. 与被照射原子性质有关，与伦琴射线能量无关。

4．镁原子（Z=12）处于基态时价电子的电子组态及基态原子态应是：（ ） A. 2s2s 1S 0；

B. 2s2p 3P 0；

C. 3s3s 1S 0；

D. 3s3p 3P 0。

5．根据能级多重性的交替规律，铷原子（Z=37）的能级多重结构是：

（ ） A. 双重； B. 一、三重；

C. 单重；

D. 二、四重。

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6．将钠光灯置于某均匀磁场中，发现波长为589.0nm 的谱线分裂为间距相等的三条谱线。人们将这种现象称为：（ ）

A. 正常塞曼效应；

B. 反常塞曼效应；

C. 顺磁共振；

D. 帕邢—巴克效应。

7．235U 吸收一个慢中子后发生的裂变过程, 所放出的能量约为(MeV)：（ ） A. 50 ; B. 100 ; C. 200 ; D. 931。

8．处于L =3, S =2原子态的原子,其总角动量量子数J 的可能取值为：（ ）

A. 3, 2,1;

B. 5, 4, 3, 2, 1;

C. 6, 5, 4, 3;

D. 5/2, 4/2, 3/2, 2/2, 1/2。

9．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。

三、计算题（第4题12分，其余每题10分， 共 52分）

1．在斯特恩－盖拉赫实验中，氢原子温度在400K 时，基态原子束通过长d =10m, 磁场梯度为10Tm -1的横向非均匀磁场, 求原子束离开磁铁时，原子束分裂的分量间的间隔。为什么这一实验能说明电子自旋的存在? (k =1.38⨯10-23J ⋅K -1 μB =0.927⨯10-23J ⋅T -1 )

2．（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。

3

3．Al 的原子基态是2P 1/2，试计算其轨道角动量L ，自旋角动量S ，总角动量 J 的大小 及相应磁矩的大小.

4．铍原子基态的电子组态是1s1s ，若其中有一个电子被激发到3s 态，按L －S 耦合可形成哪些原子态？从这些原子态向低能态跃迁可产生几条光谱线？画出相应的能级跃迁图。

5．当X 射线管所加的高压为1万伏时，测得X 射线连续谱的最短波长为0.124nm ，若已知其它物理常数，试求普朗克常数h 。