磁场中的原子复习要点及答案

第六章 在磁场中的原子

基本练习 （1）在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线：

A ．0； ； ；

（2）正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为：

A ．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g 大小不同；

C ．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁

（3）B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩（g ＝2／3）是 A. B μ33； B. B μ3

2； C. B μ32 ； D. B μ22. (4)在强外磁场中原子的附加能量E ∆除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有： 、

A.朗德因子和玻尔磁子

B.磁量子数、朗德因子

C.朗德因子、磁量子数M L 和M J

D.磁量子数M L 和M S

(5)塞曼效应中观测到的π和σ成分,分别对应的选择定则为：

A ；)(0);(1πσ±=∆J M B. )(1);(1σπ+-=∆J M ;0=∆J M 时不出现；

C. )(0σ=∆J M ，)(1π±=∆J M ；

D. )(0);(1πσ=∆±=∆S L M M

(6)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- (7)若原子处于1D 2和2S 1/2态,试求它们的朗德因子g 值：

A ．1和2/3； 和2/3； 和4/3； 和2

（8）由朗德因子公式当L=S,J≠0时,可得g 值：

,

A ．2； ； 2； 4

（9）由朗德因子公式当L=0但S≠0时,可得g 值：】

A ．1； 2； ；

（10）如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值：

3； 3； ； 2

（11）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； 个； C.不分裂； 个

（12）判断处在弱磁场中,下列原子态的子能级数那一个是正确的：

2分裂为2个； 分裂为3个； C.2F 5/2分裂为7个； 分裂为4个

(13)如果原子处于2P 3/2态，将它置于弱外磁场中时，它对应能级应分裂为： '

个 个 个 个

(14)态1D 2的能级在磁感应强度B 的弱磁场中分裂多少子能级

个 个 个 个

(15)钠黄光D 2线对应着32P 3/232S 1/2态的跃迁，把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂：

条 条 条 条

(16)碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D 3/22P 3/2)在磁场中发生塞曼效应,光谱线发生分裂,沿磁场方向拍摄到的光谱线条数为

条 条 条 条

(17)使窄的原子束按照施特恩—盖拉赫的方法通过极不均匀的磁场 ，若原子处于5F 1态，试问原子束分裂成

A.不分裂 条 条 条

（18）（1997北师大）对于塞曼效应实验，下列哪种说法是正确的

《

A ．实验中利用非均匀磁场观察原子谱线的分裂情况；

B ．实验中所观察到原子谱线都是线偏振光；

C ．凡是一条谱线分裂成等间距的三条线的，一定是正常塞曼效应；

D ．以上3种说法都不正确.

3．计算题

(1)分析4D 1/2态在外磁场中的分裂情况 .

(2)原子在状态5F 中的有效磁矩为0，试求原子在该状态的角动量.

解：由F 5得：S=2，L=3则F 5为1,2.3,4,55

F 所以J 不为零。 由J J P m e g

2-=μ可知0)1(2)1()1()1(1=++++-++=J J S S L L J J g 1=⇒J 则： 2)1(=+=

J J P J (3)解释Cd 的6438埃的红光(1D 21P 1) 在外磁场中的正常塞曼效应，并画出相应的能级图.

(4)氦原子从1D 21P 1跃迁的谱线波长为埃,(a)计算在磁场B 中发生的塞曼效应(,用L 洛表示); (b) 平行于磁场方向观察到几条谱线偏振情况如何(c)垂直于磁场方向观察到几条谱线偏振情况如何(d)写出跃迁选择定则，画出相应跃迁图 .

（5）H g 原子从6s7s 3S 16s6p 3P 1的跃迁发出波长为4358埃的谱线,在外磁场中将发生何种塞曼效应试分析之.