原子物理试题集及答案

第一章

填空

1、（ ）实验否定了汤姆逊原子结构模形。答：（α粒子散射）。

2、原子核式结构模型是（

）。

3、夫兰克—赫兹实验证明了（ ）

答原子能级的存在。

4、德布罗意波的实验验证是（ ）

答电子衍射实验。

选择题

1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个）

（A ）α粒子散射实验。（B ）光电效应，（C ）康谱顿效应，（D ）夫兰克—赫兹实验。答（A ）

2、α粒子散射实验实验得到的结果：

（A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。，

（B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。

（C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。，其中有接近180。的。

（D ）全部α粒子偏转角大于90。 答（C ）

第二章

填空

1、光谱的类型（ ）光谱、 （ ）光谱 ， （ ）光谱。 答：线状、带状，连续。

2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（ ）、 （ ）、（ ）、（ ） 答；（红、深绿、青、紫）

3、氢原子光谱的前4个谱线系是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开）

4、玻尔理论的三个假设是（1）、（

（2）（ ）

（3）（ ）

5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况）

6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n ）

7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案3个）（可作填空或选择）

8、氢原子的玻尔半径a 0=0.529A,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（ ）A ，半短轴分别为（ ）A 、（ ）A 。 解：根据半长轴20a a n

Z =可得： 2.116a =A 因1,2n φ= 由n b a n φ

=得 b 1=1.053A, b 2=2.116A

9在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子能量中能是

（A ）12.1eV , (B)10.2 Ev .

（C ）12.1 eV 、 10.2 eV 、19 eV ，（D ）12.1 eV 、 10.2 eV 、3.4 eV . 答案(C)

10在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的普线有( )条

答案(3)

问答

5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？

答（1）光谱的实验资料和经验规律，（2）以实验基础的原子核式结构模型，（3）从黑体辐射的事实发展出来的量子论。

6、在玻尔氢原子中，势能为负值，其绝对值比动能大，它说明什么含义？

答说明电子被原子核所束缚得很紧，电子具有的动能不能挣脱原子核束缚而离开变为自由电子。

7、对处于第一激发态（n=2）的氢原子，如果用可见光照射能否例之电离？为什么？

答不能。

因为根据玻尔能级跃迁公式， )121(1

2

2∝-=H R λ得 而可见光中最短波长是 所不能使之电离。

8、轻原子被激发到某一能级后，跃迁回到基态一共放出三条谱线，（1）试确定被激发到的能级的主量子数，

（2）用能级跃迁图把这三条谱线表示出来，（3）并说明是属于什么线系？

答：（1）n=3.

9

π

2h n L =∴ 得证。 *10、用量子化通则证明普朗克能量量子化。 证明；因为谐振子的坐标为：t A q ωcos =，动量：t mA q

m p ωωsin -== 由量子化通则得：T A m tdt m A pdq nh T 22022221sin ωωω===

⎰⎰ 而谐振子能量是222

1A m E ω= νnh T

nh E ==∴ 得证。 第三章

1、波函数的标准条件是：（ ）、 （ ）、 （ ）。

答（单值的、有限的、连续的）。

2、一个光子的波长为300A

，测量此波长的精确度为10-6倍，此光子的位置的不确定量是 （ ）mm 。

答23.9mm

(解: λh

p = 由π

λλλλ4)11

(212h xh xh p x ≥∆∆=-∆=∆∆得

3、若一个电子处于原子中某能态的时间为10-8s ，则该能态的能量最小不确定量是（ ）。 答案eV 8103.3-⨯

解: π

4h E t ≥∆∆ eV t h E 8103.34-⨯=∆≥∆π 4、一维简谐振子在n=2能级的量子化能量是（ ） 答：νh n )21(+=ννh h 25)212(=+ 5、已知德布罗意波函数为ψ，在t 时刻，单位体积内发现一个粒子的几率是（ ） 答：*ψψ 或 2ψ

6、若质量为m 的中子的德布罗意波长为λ，（不考虑相对论效应）则它的动能为（ ）。 答案22

2λ

m h 7为使电子的德布罗意波长为λ，需要的加速电压为（ ）。 答案2

2

2λme h U = 7、波函数为什么要归一化？

答：因为粒子必定要在空间中某一点出现，所以粒子在某时刻在空间的各点出现的几率总和等于1，所以波函数要归一化。

选择

2玻恩对实物粒子的德布罗意波波涵数),,(z y x ψ的统计解释：答案（B ）

（A ）),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。

（B ）2),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。

（C ）τd z y x ),,(ψ表示t 时刻在体积τd 中发现一个粒子的几率表达为

（D ）以上都不对。

3、从玻恩对实物粒子的德布罗意波的统计观点看粒子（电子）衍射结果是：答案（D ）

（A ）亮纹处是粒子 | ψ |2小到达几率小的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方。

（B ）亮纹处是粒子 | ψ |2小到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方。

（C ）亮纹暗纹处都是粒子 | ψ |2大到达几率一样的地方。

（D ）亮纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2小到达几率小的地方。

4、若α粒子（电荷为2e ）在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则α粒子的德布罗意波长是：

（A ）eRB h 2 ，（B ）eRB h ，（C ）eRBh 21 ， （D ）eRBh

1 。 答案（A ） 过程R v m eBv 22= m

eBR v 2= eRB h p h 2==λ。