關(guān)于原子物理學(xué)試題大全

1、臨沂師范學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題（A卷）一、論述題25 分，每小題5 分）1夫朗克赫茲實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)論。1 原理：加速電子與處于基態(tài)的汞原子發(fā)生碰撞非彈性碰撞，使汞原子吸收電子轉(zhuǎn)移的的能量躍遷到第一激發(fā)態(tài)。處第一激發(fā)態(tài)的汞原子返回基態(tài)時，發(fā)射 2500 埃的紫外光。（ 3 分）結(jié)論：證明汞原子能量是量子化的，即證明玻爾理論是正確的。（ 2 分）2泡利不相容原理。2在費(fèi)密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費(fèi)密子處于同一個量子態(tài)。（ 5 分）3. X射線標(biāo)識譜是如何產(chǎn)生的？3內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識譜。（ 5 分）4什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。4原子核自發(fā)地的發(fā)射射線的現(xiàn)象稱放射

2、性衰變，（ 4 分）例子（略）（ 1 分）5為什么原子核的裂變和聚變能放出巨大能量？5 因?yàn)橹械荣|(zhì)量數(shù)的原子核的核子的平均結(jié)合能約為大于輕核或重核的核子的平均結(jié)合能，故輕核聚變及重核裂變時能放出巨大能量。（ 5 分）二、 （ 20 分） 寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價電子被激發(fā)到4s 態(tài)，問向基態(tài)躍遷時可能會發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級躍遷圖，并說明之。二、（20分）（1）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s;原子基態(tài)為2s/2。（5分）2）價電子被激發(fā)到4s 態(tài)向基態(tài)躍遷時可發(fā)出4 條譜線。 （ 6 分）（3）依據(jù)躍遷選擇定則1 =能級躍遷圖為1, j 0, 1（3分）（6分）

3、三、（15分）對于電子組態(tài)3P4d,在LS耦合時，（1）寫出所有可能的光譜項(xiàng)符號；（2）若置于磁場中，這一電子組態(tài)一共分裂出多少個能級？ （3）這些能級之間有多少可能的偶極輻射躍遷？三、（15分）（1）可能的原子態(tài)為口，1D2, 1F3； 3B,，3D3,2, 1,乍4,3,2。（7 分）（2） 一共條60條能級。（5分）（3）同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)之間沒有電偶極輻射躍遷。（3分）四、（20分）鎘原子在 匕一口的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子 置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的 波長和它們之間的波長差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。四、（20分）單重

4、態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個洛侖茲單位- - 46.6B（5分）0則得 0.39A（5分）000和 =6437.6A, 0=6437A , +=6438.39A（5 分）能級躍遷圖為（5分）1D21P119 ,五、（1） （10分）用中子打擊9F廣生9O,并放出一個新粒子，寫出核反應(yīng)方程式；在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時中子必須有的最小的能量是，試求19 L反應(yīng)能Q值（0n : , 9F : U ）。（2） （10分）已知235 U的核子的平均結(jié)合能為 MeV, 117Sn及118Sn的核子的平均結(jié)合能為，求235 U裂變?yōu)閮蓚€Sn核時放出多少能量？平均一個核

5、子釋放多少能M?五、（1） （10分）0n 19F 19O+1H（5 分）Q E min- 3.89MeV（5 分）M 0 Mi（2） （10分）一個235 U共釋放能量。（5分）平均一個核子釋放能量。（5分）臨沂師范學(xué)院物理系原子物理學(xué)期末考試試題（B卷）一、論述題25分，每小題5分）1 .玻爾理論的成功之處和局限性。1 .玻爾理論成功之處：定態(tài)的概念，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（3分）局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明，不能解釋氫原子光譜的強(qiáng)度、寬度等，無法全面地描述原子現(xiàn)象。（2分）2 .波函數(shù)及其物理

6、意義。2 .微觀粒子狀態(tài)用波函數(shù) 甲r,t描寫，一般情況下波函數(shù)是復(fù)數(shù)。（2分） 波函數(shù)模的平方Vr,t 2表示t時刻在x x dx,yy dy,zz dz區(qū)間單位體 元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（3分）3 .泡利不相容原理。4 .在費(fèi)密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費(fèi)密子處于同一個量子態(tài)（5分）5 . X射線標(biāo)識譜是如何產(chǎn)生的？4 .內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識譜。（5分）5 .什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。6 .原子核自發(fā)地的發(fā)射、射線的現(xiàn)象稱放射性衰變，（4分）例子（略）（1分）二、（20分）當(dāng)處于基態(tài)的氫原子被光子激發(fā)后，被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生幾條譜線？求出相應(yīng)譜線的頻率（用玻爾理論，

7、不考慮電子自旋）三、（15分）億原子基態(tài)為2D,用這種原子進(jìn)行史特恩一蓋拉赫實(shí)驗(yàn)時，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場方向上的投影（結(jié)果用玻爾磁子表示）四、（20分）鎘原子在1D2-1R的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子 置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的 波長和它們之間的波長差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、（1） （10分）為進(jìn)行0n 19F 1；O + ；H的核反應(yīng)，在驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反19.應(yīng)發(fā)生時中子必須有的最小的能量是，試求反應(yīng)能 Q值（0n ： , 9 : u）。（2） （10分）已知235 U的核子的平均結(jié)合能為 Me

8、V, 117Sn及118Sn的核子的平均結(jié)合能為，求235 U裂變?yōu)閮蓚€Sn核放出的能量及平均一個核子釋放多少能量？、（20分）基態(tài)的氫原子被光子激發(fā)后，躍遷到 n 3的能級。（5分）被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生3條譜線，相應(yīng)譜線的頻率分別是1 2.918 1015Hz, 2 2.46 1015Hz, 3 4.57 1015Hz。（15 分）三、（15分）（1）基態(tài)2D的2胤子束在外磁場中分裂為2j 1 4束，由此得j心B °由2D得L 2,S 12,求得g（5分）2（5分）3 1510(3)(5分)ee 93 3 9Jz g PJz gM J , , , B °2me2me10

9、 10 10 10四、（20分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差0為一個洛侖茲單位 - 46.6B （5分）；則得 0,39A （5分）000和 =6437.6A, 0=6437A, +=6438.39A（5 分）能級躍遷圖為（5分）1D2八1九 0 °.1 19 191iL、（1） （10 刀）0n 9 F 8O+HQ E min |3.89MeV（10 分）Mo Mi（2） （10分）一個235 U共釋放能量。（5分）平均一個核子釋放能量。（5分）原子物理學(xué)試題（A卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1 .在同一 粒子源和散射靶的條件下觀察到粒子被散射在

10、90和60角方向上單位立體角內(nèi)的粒子數(shù)之比為：CA. 4:1 B. .2:2C.1:4:82.欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出H線，則至少需提供多少能量（eV） ? BA.13.6 B.12.09 C.已知鋰原子光譜主線系最長波長為 6707埃，輔線系線系限波長為3519埃，則Li原子的電離電勢為：AA.試判斷原子態(tài)：1s1s3S,1s2p3P2,1s2p1D, 2s2p 3P2中下列哪組是完全存在的？CA. 1s1s 3Si 1s2p 3P2 2s2p 3P2B .1s2p3P2 1s2p 1DC. 1s2p3P2 2s2p 3R2s2P3P2 1s2p 1D5 .原子在6G/2狀態(tài),其有效磁矩為

11、：BA.弓 B；3B. 0; C.15."2- B6 .覆原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷覆原子基態(tài)為：C_3 _D. P o7 .原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是： CA.原子外層電子被激發(fā)；B .原子外層電子被電離；C.原子內(nèi)層電子被移走；D .原子中電子自旋一軌道作用很強(qiáng)。8 .設(shè)原子的兩個價電子是p電子和d電子，在L-S耦合下可能的原子態(tài)有: C個；個；個； 個。9 .發(fā)生？+衰變的條件是D(A,Z) >MA,Z1)+m; (A,Z)>MA,Z + 1)+2m;C. M(A,Z) >MA,Z1);D.MA,Z) >MA,Z1)+2

12、m10 .既參與強(qiáng)相互作用，又參與電磁相互作用和弱相互作用的粒子只有：AA.強(qiáng)子；B.重子和規(guī)范粒子；C.介子和輕子；D.介子和規(guī)范粒子二、填空題(每題4分，共20分)1.原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子的 1.大角散射 O2 .夫一赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明 2 .原子能量量子化O3 .如果原子處于2P1/2態(tài)，它的朗德因子g值為 2/3 4 . 36Kr樣品的原子核數(shù)N0在18年中衰變到原來數(shù)目的1/3,再過18年后幸存的原子核數(shù)為 4. N0/9 。5 .碳原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)分別是 5. 1s22s22p23P0三、（10分）用簡要的語言敘述玻爾理論，并根據(jù)你的敘述導(dǎo)出氫原子

13、基態(tài)能 量表達(dá)式。四、（15分）已知：s 1.35, p 0.86, d 0.01,求鈉原子的電離電勢.若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自3D態(tài)向低能級躍遷時，可產(chǎn)生幾條譜 線？是哪兩個能級間的躍遷？各對應(yīng)哪個線系的譜線？若考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則如 何？五、（10分）解釋Cd的6438埃的紅光（1D2?1R）在外磁場中的正常塞曼效應(yīng), 并畫出相應(yīng)的能級圖。六、（8分）氨原子有兩個價電子，基態(tài)電子組態(tài)為1s1s若其中一個電子被激發(fā) 到2P態(tài)，由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時有多少種可能的光譜躍遷？畫出能 級躍遷圖.七、（7分）用 粒子轟擊147N原子核，生成”8。原子核。試計(jì)算核反應(yīng)能和閾178。：。能。已知

14、：11H : ,、He： , 147N:,三、（10分）玻爾假設(shè)：定態(tài)假設(shè)、頻率條件、軌道角動量量子化假設(shè)氫原子基態(tài)的能量已4 m©e2 23s四、（15分）已知:s 1.35, p 0.86, d 0.01，鈉原子的電離電勢Rhc 2 5.14V e若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自3D態(tài)向低能級躍遷時躍遷選擇定則l= 1,可發(fā)出3條譜線，其中主線系一條:3s 3P；銳線系一條:3P 4s ;漫線系一條:3P 3D ,能級躍遷圖如下?？紤]精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自3D態(tài)向低能級躍遷時可發(fā)出7條譜線。5依據(jù)躍遷選擇定則l = 1,0, 1,能級躍遷圖如下。3D4S4SP3S 3P32D5/232

15、D2本考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)五、（10分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常整毆成干如鄰譜線之間的波數(shù)差3S 1為一個洛侖茲單位-46.6B,貝0.39A（5分）000（5分）和 =6437.6A,0=6437A,+=6438.39A能級躍遷圖為1D1P1六、（8分）氨原子有兩個價電子，基態(tài)電子組態(tài)為1s1s若其中一個電子被激發(fā)P03P23s到2P態(tài)，由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時有.3和可能的光譜躍遷依據(jù)躍遷選擇定則s 0, L= 1, J1S00, 1 能級躍遷圖如下。七、（7分）用 粒子轟擊,TN原子核，生成;O原子核。1,TN +'2He 一 p + 'O已知：11H : ,

16、 'He： , 147N: , 178O。核反應(yīng)能4分核反應(yīng)閾能E閾QMN M 1.18 1.53MeV3 分Mn14原子物理學(xué)試題（B卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1 .原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中DA.絕大多數(shù) 粒子散射角接近180 B,粒子只偏23C.以小角散射為主也存在大角散射D.以大角散射為主也存在小角散射2 .欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出H線，則至少需提供多少能量（eV） ? BA.13.6B.12.09 C.基于德布羅意假設(shè)得出的公式空？的適用條件是：A.VA.自由電子，非相對論近似B.一切實(shí)物粒子，非相對論近似C.被電場束縛的電子，相對論結(jié)果D.帶電

17、的任何粒子，非相對論近似4 .氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)（不考慮藍(lán)姆移動）是由于：CA.自旋軌道耦合8 .相對論修正和原子實(shí)極化、軌道貫穿C.自旋-軌道耦合和相對論修正D.原子實(shí)極化、軌道貫穿、自旋-軌道耦合和相對論修正5 .設(shè)原子的兩個價電子是p電子和d電子，在L-S耦合下可能的原子態(tài)有：C6 .某原子處于4D/2態(tài)，若將其放于弱磁場中，則能級分裂為：C個； 個；C.不分裂；個7 .瀛(Z= 18)原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：A.1s22s22p63s23p6 1SoB.1s22s22p62 p63d8 3P。C .1s 22s22P63p8 1S0D. 1s 22s22P63p43d2 2

18、D/28 .原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是：AA .原子外層電子被激發(fā) B .原子外層電子被電離C.原子內(nèi)層電子被移走 D.原子中電子自旋一軌道作用很強(qiáng)9 .原子核平均結(jié)合能以中等核最大，其值大約為CA.8.5發(fā)生？+衰變的條件是D(A,Z) >MA,Z 1) + m (A,Z) >MA,Z+1)+2mC. M(A,Z) >MA,Z1)D.M(A,Z) >MA,Z1)+2m二、簡述題(每小題2分，共20分)1.什么是電子？1 .從電子的屬性方面回答。(4分)2 .波恩對波函數(shù)作出什么樣的解釋？3 .波函數(shù)模的平方Vr,t 2表示t時刻在x x dx, yy dy,zz

19、dz區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。(4分)4 .堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級的原因是什么？5 .堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價電子貫(3穿原子實(shí)。(2分)。造成堿金屬原子精細(xì)能級的原因是價電子的自旋與軌道的相互作用 分)6 .何謂衰變常數(shù)、半衰期、平均壽命?4._ dN/dt（4分）7 .基本粒子按其相互作用可分為幾類?8 .光子、輕子、強(qiáng)子（重子、介子）。（4分）三、（15分）不計(jì)電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場 B的平面內(nèi)運(yùn)動時，試用玻 爾理論求電子動態(tài)軌道半徑和能級。二、（15分）設(shè)電子在均勻磁場中作勻速率圓周運(yùn)動的半徑為

20、r、速度為v,則（1）2mvevBrmvr n ,（n 1,2,）（2）聯(lián)立求得rn ,（n 1,2,） .eB（6分）能量EeB n,n 1,2, m（4分）三、（10分）（1）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s;原子基態(tài)為2s1/2。（2分）（2）價電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時可發(fā)出4條譜線。（3分）（3）依據(jù)躍遷選擇定則l= 1, j 0, 1（2分）能級躍遷圖為（3分）四、（10分）寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價電子被激發(fā)到4s態(tài),問向基態(tài)躍遷時可能會發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級躍遷圖，并說明之。四、（15分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差（

21、5分）0為一個洛侖茲單位-46.6B ,則得 0.39A000（5分）和 =6437.6A,0=6437A,+=6438.39A能級躍遷圖為（5分）1D2八一如-11- I 八乂八一，tz 一一五、（15分）鎘原子在1D2-1P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。）五、（10 分）0n 19F 19O+1H（5 分）Q E min 二- 3.89MeV（5 分）M0 M119 :六、（10分）用中子打擊9F產(chǎn)生9O,并放出一個新粒子，寫出核反應(yīng)方程式；在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中

22、，這種核反應(yīng)發(fā)生時中子必須有的最小的能量是，試求反應(yīng)19 :能Q 值（0n ： , 9 : U ）。原子物理學(xué)試題（C卷）一、選擇題（每小題3分，共30分）1 .如果用相同動能的質(zhì)子和笊核同金箔產(chǎn)生散射，那么用質(zhì)子作為入射粒子測得的金原子半徑上限是用笊核子作為入射粒子測得的金原子半徑上限的幾倍？ C2C.1 D .42 .夫一赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：BA.電子自旋的存在B.原子能量量子化C.原子具有磁性 D. 原子角動量量子化3 .基于德布羅意假設(shè)得出的公式罷 ?的適用條件是：AA.自由電子，非相對論近似B.一切實(shí)物粒子，非相對論近似C.被電場束縛的電子，相對論結(jié)果D.帶電的任何粒子，非相對論近似4

23、產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是：A2-32S1/2 , 32Pi/2 732S/22S/2 -32Pl/2 , 3 2S/2 -32P3/22D/2 -32P1/2,3 2Q/2 732R/22Q/2 -32P1/2 , 32c3/2-32P3/25泡利不相容原理說: DA. 自旋為整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中B.自旋為整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中C.自旋為半整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中D. 自旋為半整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中6在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場方向觀察時將看到幾條譜線：C.1 C7 氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p6, 根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為：C. 1 _1_ 3 A. Pi

24、B.Si C . SoD.Po8原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識譜的條件是：CA.原子外層電子被激發(fā)B .原子外層電子被電離C.原子內(nèi)層電子被移走D.原子中電子自旋一軌道作用很強(qiáng)9.已知鈉原子核23Na基態(tài)的核自旋為1=3/2,因此鈉原子基態(tài)32Si/2能級的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為A個個個個10發(fā)生? 衰變的條件是C(A,Z) > MA,Z +1) + m (A,Z)> MA,Z + 1) m(A,Z) >MA,Z +1)(A,Z)>M(A,Z +1) +2m二、簡述題(每小題4 分，共 20 分)1 簡述玻爾對原子結(jié)構(gòu)的理論的貢獻(xiàn)和玻爾理論的地位與不足. 1 玻爾 理論成功之處：定態(tài)的概念

25、，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（2分）局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明，不能解釋氫原子光譜的強(qiáng)度、寬度等，無法全面地描述原子現(xiàn)象。（2分）2 .波恩對波函數(shù)作出什么樣的解釋？2.1. 函數(shù)模的平方 于r,t 2表示t時刻在x x dx,yy dy,zz dz區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（4分）3 .堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級的原因是什么？4 .堿金屬原子能級與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價電子貫穿原子實(shí)。（2分）。造成堿金屬原子精細(xì)能級的原因是價電子的自旋與軌道的相