集美大学08级近代物理试卷及答案

1、集美大学试卷参考答案及评分标准 20112012学年 第 二 学期课程名称近代物理学试卷卷别适 用学院、专业、年级理学院，光电08级考试方式闭卷 R开卷 备注总分题号一二 三四五 六七八九得分阅卷人得分一、填空题(共30分，每空3分)。1对一次电离的氦离子He+，电子处于基态时的能量为：_-54.4eV_。2若测量粒子动量的精度为p/p=10-3。求测量质量为1.010-3kg，以速率为v=1.8108m/s运动的粒子的位置坐标的不确定量为_（4.710-37，2.9410-36）m_。3锂原子的基态为2s，不考虑能级的精细结构，锂原子从3p激发态向尽可能低的能态跃迁时，可产生_4_条谱线。4

2、包括氢原子精细结构的氢原子能级只与_n和j_两个量子数有关。5原子态2D3/2的LS的值为_-3/2_（或1.6710-68J2s2）_。6. 铁（Fe，Z=26）原子的基态为：_5D4_。7若原子处在3F4态，原子的有效磁矩=_（或5.1810-23J/T）_。8设转动拉曼线的波数为，以瑞利线、振转斯托克斯线和反斯托克斯线为中心的波数为，则有：-=_(6+4n)B (n=0,1,2)_。9处于基态的核的自旋为_1/2_。10电子处于两个可能的状态和的叠加态，该叠加态是_ 反对称 _态。得分二、问答题(20分，每题5分)。11. 用光子理论解释光的双缝干涉实验答： 光在空间的传播是光子在空间出

3、现的概率的概率波的传播，感光胶片上的干涉图样诠释为光子出现概率的分布，光强最强的地方就是光子出现概率最大的地方。12. 施特恩-格拉赫实验证实了什么？答：角动量空间量子化；电子自旋的假设及电子磁矩数值的正确。13. 氦原子的光谱线有几套谱线，各有什么特点。答：两套。一套都是单线，没有精细结构；一套有精细结构，一般分裂为三条谱线。14. 什么是电子顺磁共振？答：自由电子在磁场中有两个不同的塞曼能级： 和 E1代表自旋磁矩与外磁场反向排列，能量高。E2代表自旋磁矩与外磁场同向排列，能量低。两个塞曼能级之间的裂距为 如果加上恰当频率的电磁辐射场一起作用于电子，会发生电子从交变电磁场吸收能量的共振现象

4、，称为电子顺磁共振。第三章得分三、计算题(10分)。当谐振子处在基态时，求：（1）振子在何处的概率最大；（2）坐标的平均值和势能的平均值。解：当线性谐振子处在基态时，（1） 概率密度 x=0处附近 概率最大。 （4分）（2） 坐标平均值 （3分）（3） 势能平均值 （3分）得分四、计算题(10分)。 第四章钾原子基态为4s，钾原子主线系第一条谱线的波长1=766.5nm，主线系的线系限=285.8nm，试求4s和4p谱项的量子数亏损。解：根据碱金属原子的光谱项可得： （6分）由1=766.5nm和=285.8nm可得： （2分） （2分）第五章得分五、计算题(10分)。17. 请写出硫（S,

5、Z=16）和原子铁（Fe，Z=26）原子电子的基组态，并分别确定它们的基态。 解：硫（S, Z=16）原子电子的基组态：1s22s22p63s23p4 原子基态：最大的ML=1+1+01=1，MS=1/2+1/2+1/21/2 =1即L=1，S=1 即J=2,1,0因为过半满，所以基态为3P2 （5分）铁（Fe，Z=26）原子电子的基组态：1s22s22p63s23p63d64s2原子基态：最大的ML=2+2+1+012=2，MS=1/2+1/2+1/2+1/2+1/21/2 =2即L=2，S=2 即J=4,3,2,1,0因为过半满，所以基态为5D4 （5分）得分六、计算题(10分)。 第六章

6、18. 氦原子光谱中波长为667.81nm（1s3d1D21s2p1P1）及706.51nm（1s3s3S11s2p3P0）的两条谱线，在磁场中发生塞曼效应时各分裂成几条？分别画出能级跃迁图。问哪一个是正常塞曼效应？哪一个不是？为什么？解：1s3d1D21s2p1P1：三条 （2分）1D2mJgJmJ1P1210-1-2210-1-210-110-1（2分）正常塞曼效应，谱线等距，谱线裂距为一个洛伦 兹单位（2分）1s3s3S11s2p3P0：三条 （2分）3S1mJgJmJ3P010-120-200反常塞曼效应，谱线等距，但谱线裂距不是一个洛伦兹单位（2分）得分七、计算题(10分)。 第七章19. 已知HF分子的振动基频率0=1.241014Hz，转动惯量I=1.310-47kgm2，若以最短波长为3m的连续光激发处于振动基态的HF分子，问是否可以使HF分子跃迁到转动和振动的激发态。解：最短波长为3m的连续光的最大能量为： （2分）HF分子从振动基态跃迁到第一振动