原子物理学试题

南华大学2009–2010学年度第2学期

考试日期：2010年7月7 日考试类别：考试考试时间：120分钟

一．名词解释：（5 x 5=25分）

1．电子自旋

2．原子空间取向量子化

3．轨道贯穿

4．泡利原理

5．光谱精细结构

二．问题解释和推导：（40分）

1.简述玻尔氢原子理论的建立。（10分）

2.简述Li原子光谱主线系精细结构谱线的特点并从理论上分析其产生原

理。（7分）

3. 分别写出2s3d 电子组态在LS 耦合和jj 耦合下形成的原子状态，并画

出能级图。（三层能级按正常次顺排列）（10分）

4. 试简述夫兰克-赫兹实验的现象及理论解释。 （8分）

5. 简述连续X 射线和标识X 射线的产生机制。（5分）

三．计算：（35分）

1．氢原子的里德伯常数R=1.0967758 ⨯7101

m -,求基态氢原子的电离电势和

第一激发电势。（10分）

2．试求3F2态的总角动量和轨道角动量之间的夹角（结果以反三角函数表示）。（10分）

3．Ca原子3F2 3D2跃迁的光谱线在磁场中可分裂为多少谱线（考虑LS耦合）？画出分裂后的跃迁图，试求它们与原来谱线波数差的最大值和最小值（以洛仑兹

单位表示）。（15分）

南华大学考试试卷

原子物理学课程试卷 A

1．拉莫尔进动

2．有效电荷数

3．原子态

4．同科电子

5．泡利原理

6．激发电势

7．原子空间取向量子化

二．回答以下问题（总计30分）

1．简述夫兰克-赫兹实验的内容及解释（7分）

2．试简述He+离子与He原子的光谱结构的差异并分析原因（7分））

3. 试写出3p3d电子组态jj耦合形成的原子状态(8分)

4. 试给出Ar（z=18）原子M壳层所有电子的状态（8分）

三．计算：（总计35分） 1．试问4MeV 的α粒子与He 核碰撞时的最小距离是多少？此距离是否是最小碰撞参数？为什么？（7分）

2. 试画出Na 原子主线系、锐线系、漫线系第一条谱线精细结构跃迁图（8分）

3. 试计算C 5+离子的第二激发态能量；若处于此激发态的电子退激到基态，试计算放出光子的波长。（10分）

4. 试画出Na 原子由2

3/2D 态 到2

3/2P 态在外磁场下的塞曼跃迁图。（10分）