吉林大学原子物理期末试题005

E 碱金属原子中的量子数亏损
2. 以下哪种方法能够证明原子能级的存在？ A 卢瑟福粒子散射实验 D 戴维逊-革末实验 B 原子光谱的测量 E 康普顿散射实验 C 夫兰克-赫兹实验
3. 以下哪种方法可以用于在地球上测量太阳磁场？ A 史特恩-盖拉赫实验 D 光电效应实验 B 戴维逊-革末实验 E 顺磁共振实验 C 塞曼效应实验
E 该波段光谱产生过程中，分子中的电子态一定发生了变化。 8. 某双原子分子中，价电子组态为 。以下哪些是可生成的电子态？ A
1
B 1
3
C 1
1
D 2
3
E 1
1
F 3
3
9. 已知 质子、中子、中微子(e)、正电子的静质量分别为 w、x、y、z。则 A w>x>y>z B w>x>z>y C x>w>y>z D x>w>z>y E y>xw>z F y>w>x>z
(3) 计算它的 g 因子和总轨道磁矩、总自旋磁矩、原子总磁矩；(以B 为单位) (4) 经横向不均匀磁场后 分裂为几束？ (5) 设磁场方向向上。向哪个方向偏移的原子数量更多？(原子受力与z 同向)
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原 子 物 理
姓名 学号
期 末 试 题
班级
（物理学院 本科 2005 级用，试题共 5 页。 卷面共计 90 分。 ）
一、选择题 （单重或多重，每小题 1.5 分，共计 30 分）答案按顺序写在答题纸上
1. 以下哪种实验或现象可以说明电子自旋的存在？ A 塞曼效应 D 电子的隧道效应 B 史特恩-盖拉赫实验 C 分子振转光谱的测量
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Ag 和 110Ag 分别位于稳定线上方和下方、 Z=50 的 111Sn 可发生 K 电子俘获
衰变。下列同位素均为放射性同位素，它们当中哪种可以发生 + 衰变？ A 92Y (Z=39) B 94Tc (Z=43) C
109
Rh (Z=45)
D
112
Ag
E
113
Sb (Z=51)
2
12.目前认为，以下哪种粒子 由夸克构成 并且 稳定不衰变？ A 电子 B 质子 C 中子 D 中微子 E 介子
(92mp + 68mn + 92me – Y)c2 F (92mp + 68mn - Y)uc2/Z
14. 关于双原子分子的位于近红外区的光谱带，以下哪种叙述是错误的？ A 绝对不是因纯振动而产生的谱带 B 绝对不是因纯转动而产生的谱带
C 谱线间隔始终近似约等于 2B=
2h 。 8π 2 Ic
D 基线近似位于谱带的中央，而不是近似位于左端或右端。 E 随谱线波数增加，与谱线跃迁相关的初态转动量子数单调增大。 15. 关于双原子分子能级，以下哪种叙述是错误的？ A 相对于电子能级和振动能级， 转动能级间隔最小。 B 振动能级间隔最大。
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Cd69 、117Pd71 、119Cd 是 Z~N 核素图中位于 稳定线下方的三种放射
性核素，它们的半衰期分别为 x、y、z。则 A x>y>z B x>z>y C y>x>z D y>z>x E z>x>y F z>y>x
7. 某双原子分子光谱中，位于紫外波段的某光谱带 表现出随着波数增加，谱 线强度减弱的特征。以下哪种叙述正确？ A 初态（即较高激发态）与末态相比，转动惯量更小。 B 初态化学键更强。 C 末态化学键更强。 D 该段光谱属于长波递降
1
D
2s2p P1
3
E
以上都不是
20. 以下有关 X 射线的叙述，哪种是正确的？ A B C D E 当 n=1 壳层出现电子空位，2s 态电子填充这个空位时，产生 K X 射线。 仪器分辨率足够好时，X 射线谱中 K X 射线是双峰、K 射线是三个峰。 不考虑精细结构时，K 吸收限 与 L 吸收限 之差就是 K X 射线的能量。 K 吸收限可以用公式 Rhc(Z-1)2 估算。 因为 X 射线谱中 K 线系一般相对较强， 所以激发 K 线系所需电子动能最少。
2 1 3 2 2 3
3 3 3 3 3 五、 （9 分） D2、 P2、 P0 是同一原子中的几种原子态， P0 能级最高， D2 最低。 3
P2 宇称为偶、3D2、3P0 宇称为奇。定性（不求 g）画出这些态在外磁场中的
塞曼分裂能级图，标出可以发生的塞曼跃迁 以及这些容许跃迁的偏振态。 六、 （15 分，各 2、2、8、2、1 分） 就 Z=27 的处于基态的钴(Co) 原子： (1) 写出它的完整核外电子排布式； (2) 写出它的原子态（直接给结果） ；
4. 以下哪种方法可用于确定物质的原子序数？ A 卢瑟福粒子散射实验 D 顺磁共振实验 B 史特恩-盖拉赫实验 E 特征 X 射线的测量 C 康普顿散射实验
5．紫外线与物质发生相互作用时，有可能发生以下哪种效应？ A 光电效应 D 淹没辐射 B 康普顿效应 E 折射、衍射
1
C 电子对效应
6. 已知
13. 已知质子、中子、电子、氢原子的质量分别为 mp、mn、me、mH。160 68 Er92 的 核质量为 X、原子质量为 Y、原子量为 Z。以 u 表示原子质量单位、以 c 表 示光速。则 160Er 原子核的结合能可表达为 A C E (160u 92mp – 68mn)c2 (68mp + 92mn – X)c2 (68mH + 92mn – Zu)c2 D B (68mp + 92mn – Zu)c2
C 不论电子处在哪个定态， 氢原子中电子云的空间分布始终存在一个对称轴。 D 关于氢原子能量，量子力学与玻尔模型在最终结果上取得了完全的一致。 E 自由粒子的能量也是量子化的，不会连续取值。 19. Z=4 的 Be 原子能级中，以下哪种原子态是亚稳态？ A 2s2s S0
1
B
2s2s S1
3
C
2s2p P1
3
C
X 射线的强度
17. 代表定态本征波函数，*代表的共扼。以下哪种叙述是错误的？ A 每个量子状态的 都可以用一个算符来代表。 B 表达式中依然包含时间项，但 * 的表达式中一定不包含时间项。 C 2 代表单位体积内发现一个粒子的几率。 D 能够代表物理实在的 一定是单值、连续、有界的。 E 对于一个奇宇称的微观状态，在坐标原点位置的取值一定为 0。 18. 依据量子力学，以下哪种叙述是错误的？ A B 如果粒子所处势场与时间无关，则粒子一定处于定态。 静止的、振动能量为 0 的 简谐振子 是不存在的。
10. 不考虑测量中的各种可能干扰，从理论上而言，以下哪些能谱是连续谱？ A 分子光谱 C 单色光照射下的康普顿反冲电子谱 E 原子核衰变中放出的粒子谱 B 物质在单色光照射下产生的光电子谱 D 带电粒子的韧致辐射谱 F 原子核衰变中放出的粒子谱
11. 已知 93Nb 是原子序数 Z=41 的 Nb 同位素中唯一的稳定同位素、 Z=47 的
4
二、(8 分) 一价氦离子 He 从基态被激发到 n=3 态。 根据玻尔模型计算: (1) 原子吸收的能量；(2) 原子返回基态时可能发射的各种光子的波长。
7 -6
+
(里德堡常数 R=1.09710 m1。常数组合 hcR=13.6 eV，hc=1.24110 eV· m) 三、 (12 分) 基态 Na 原子(Z=11)的第一激发电势和第一电离电势分别为 2.104 伏特 和 5.139 伏特。 （1） 分别计算价电子处于基态 3s 和第一激发态 3p 时所感受到的有效核电荷数。 （2）考虑自旋轨道相互作用后，第一激 发态存在劈裂。计算该劈裂后的能级间隔。 （精细结构常数 =1/137。 ） 四、 （16 分，各 4 分）已知 Z=7 的 N 原子的核外电子排布式为 1s 2s 2p ，各个电 子角动量之间遵从 LS 耦合。假设某个价电子被激发到 3s 态。 （1） （2） （3） （4） 写出 2p 电子组态下可生成的原子态 （可以无过程，直接给结果） 。 写出 2p 3s 电子组态下可以生成的原子态。 （可以无过程） 。 画出由上述原子态所形成的原子能级图。 按照原子发光的跃迁选择定则，标出能级图中可以发生的跃迁。
C 随着转动量子数的增加，转动能级间隔增大。 D 随着振动量子数的增加，振动能级间隔近似不变或减小。 E 只考虑分子振动状态改变时，分子能量会改变、但角动量不会改变。 16. 以下哪些因素会对 X 射线在物质中的衰减常数 产生影响？ A D X 射线的来源 吸收物质的原子序数 B X 射线的波长 E 吸收物质的密度