原子物理學(xué)經(jīng)典例題及答案

1、原子物理學(xué)經(jīng)典題一、簡(jiǎn)答題【每題滿分15分，滿分合計(jì)60分】1、簡(jiǎn)述原子的樣子（結(jié)構(gòu)、大小、質(zhì)量）。答：（1）a粒子散射的實(shí)驗(yàn)與理論充分證明了原子具有核式結(jié)構(gòu)：原子具有一個(gè)集中了原子絕大部分質(zhì)量和所有正電荷但尺度較小的中心體原子核，原子核所帶正電的數(shù)值是原子序數(shù)乘單位正電荷，原子核周圍散布著帶負(fù)電的電子?！?分】(2)原子半徑：10-10米。【2分】(3)原子核半徑：10-15米。【2分】(4)原子質(zhì)量：10-27千克?！?分】2、簡(jiǎn)述氫原子光譜的特征和實(shí)驗(yàn)規(guī)律。答：(1)氫原子光譜是線狀分離譜，譜線分為賴曼線系（紫外光區(qū)）、巴爾末線系（可見光區(qū)）、帕邢線系（近紅外光區(qū)）、布喇開線系（中紅外光

2、區(qū)）、普豐德線系（遠(yuǎn)紅外光區(qū)）五個(gè)線系。【7分】（2）氫原子光譜的每一條譜線的波數(shù)都可以表達(dá)為： 【4分】氫原子光譜的每一條譜線的波數(shù)都可以表達(dá)為兩光譜項(xiàng)之差： 里茲并合原理。其中， （n為正整數(shù)）【4分】【備注：照抄課本P26頁的（1）、（2）、（3）條而且抄全的得9分】3、簡(jiǎn)述玻爾理論對(duì)氫原子光譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律的解釋。答：（1）玻爾理論的三個(gè)基本假設(shè)：定態(tài)假設(shè)、頻率假設(shè)、量子化假設(shè)?！?分】（2）將氫原子的庫侖作用力和勢(shì)能表達(dá)式聯(lián)立玻爾理論的角動(dòng)量量子化和頻率假設(shè)，可得： 【4分】 【4分】和氫原子光譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律吻合?！?分】二、計(jì)算題【滿分合計(jì)40分】1、試由氫原子的里德伯常數(shù)計(jì)算基態(tài)氫原子的電離電勢(shì)和第一激發(fā)電勢(shì)?！颈绢}滿分16分】解：電離能為，【4分】氫原子的能級(jí)公式，【2分】代入，得：=13.6eV?！?分】故得電離電勢(shì)：V?！?分】第一激發(fā)能：eV，【4分】故第一激發(fā)電勢(shì)：V。【2分】2、用能量為12.5電子伏特的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子，問受激發(fā)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)那些波長(zhǎng)的光譜線？【本題滿分24分】解：把氫原子從基態(tài)激發(fā)到n=2,3,4等能級(jí)上去所需要的能量是： 其中eV。【4分】eV【2分】eV【2分】eV【2分】其中小于12.5eV，大于12.5eV?？梢?，具有12.5eV能量的電子不足以把基態(tài)氫原子激發(fā)到的能級(jí)上去，所以只能出現(xiàn)的能級(jí)間