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原子物理学试题库一、填空题1.考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为 。2.某原子基态时其电子填满了K，L壳层和3s支壳层，并在3p支壳层上填了3个电子，则其原子序数Z= ，基态的原子态为 。这种原子束在斯特恩-盖拉赫实验中将分裂成 束，在均匀磁场B中将分裂成 个子能级。3.在X射线吸收多重光谱中K系带是_重的，L系带是_重的，而M系带则是_重的。氦原子的第一激发态是 （写出谱项符号）。由于选择定则 的限制，它不能通过自发辐射跃迁到基态，因此可在该态停留较长时间，这种状态称 态。4.射线是高速运动的_ ;射线是_ ;射线是 。5.某原子的两个价电子处于2s2p组态，按LS耦合可构成的原子态个数为 个，总角动量量子数 J的值分别为 ；按jj耦合可形成的原子态个数为 个，J的值分别为 6.按光谱的形状可以把光谱分为分为 光谱、 光谱和 光谱三类。阴极射线包括 谱和 谱两种。7.某种原子壳层、壳层、壳层及、次壳层都填满，该原子的原子序数是 。8.原子核是由_和_组成的，原子核的线度在 数量级；原子的线度在 数量级。9.玻尔原子理论的三条基本假设是 ， ， 。10.某碱金属原子，其核外电子位于3d轨道上，考虑自旋效应，则可能的原子态是： 和 。11.有一种原子基态时，其电子壳层是n=1,2壳层和3s次壳层都填满，3p次壳层填了一半，该原子是 原子12.衰变的一般方程式为： 。13.在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中， 实验起了重大作用。14.线状光谱是 所发的，带状光谱是 所发的。15.衰变的一般方程式为： 。16.原子中量子数相同的最大电子数是 ；相同的最大电子数是 ； n相同的最大电子数是 。17.X射线管发射的谱线由 和 两部分构成，它们产生的机制分别是： 和 。18.处于原子态的氢原子的轨道角动量的值是 ，轨道角动量可取的值是 。19.碱金属原子光谱公式中的有效量子数不是整数的主要原因是： 。20.原子的次壳层按泡利原理一共可以填 个电子。21.泡利不相容原理可以表示为 。据此，n壳层能容纳的最多电子数为 ，支壳层能容纳的最多电子数为 。22.经过 次衰变， 次衰变才变成；在上述一系列变化过程中共损失了 个中子。23.广义巴尔末公式，式中：是 ，当时，公式描述的是氢原子的 ，对于该线系，的取值范围是 。24.放射性核素的三种衰变类型是 ， 和 。25.按玻尔理论，原子只能处于一系列 的稳定状态，其中能量最低的定态称为 ，高于 的态称为 。26.完成下列核反应： 28.泡利不相容原理可表述为： ，它只对_子适用，而对_子不适用。二、选择题1.夫兰克赫兹实验的结果表明：A. 电子自旋的存在 B. 原子能量量子化 C. 原子具有磁性 D. 原子角动量量子化2.泡利不相容原理说明: A. 自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中B. 自旋为整数的粒子能处于同一量子态中C. 自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中D. 自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中3.在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线：A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 4.原子发射伦琴射线标识谱的条件是：A. 原子外层电子被激发 B. 原子外层电子被电离C. 原子内层电子被移走 D. 原子中电子自旋轨道作用很强5碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生：A. 相对论效应; B. 原子实极化; C. 价电子的轨道贯穿; D. 价电子自旋与轨道角动量相互作用。6.用电压V加速的高速电子与金属靶碰撞而产生X射线，若电子的电量为 - e，光速为c，普朗克常量为h，则所产生的X射线的短波限为：A. hc2/eV； B. eV/2hc； C. hc/eV； D. 2hc/eV。7.判断处在弱磁场中的下列原子态分裂的子能级数哪个是正确的？ A. 4D3/2分裂为2个; B. 1P1分裂为3个;C. 2F5/2分裂为7个; D. 1D2分裂为4个。8.处于L=3, S=2原子态的原子,其总角动量量子数J的可能取值为: A. 3, 2, 1; B. 5, 4, 3, 2, 1;C. 6, 5, 4, 3; D. 5/2, 4/2, 3/2, 2/2, 1/2。9.若原子处于1D2和2S1/2状态, 它们的朗德因子g的值分别为： A. 1和2/3 ; B. 2和2/3 ; C. 1和4/3 ; D. 1和2 。10.镁原子（Z=12）处于基态时价电子的电子组态及基态原子态应是：A. 2s2s 1S0；B. 2s2p 3P0； C. 3s3s 1S0； D. 3s3p 3P0。11.X射线的特征谱是由于什么原因产生的？A. 原子中价电子在不同能级间跃迁产生的；B. 高速电子在靶上减速产生的；C. 原子中内层电子的跃迁产生的； D. 原子核在不同能级间跃迁产生的。 12.不能说明电子具有自旋的实验是哪个？A. 碱金属原子光谱的精细结构；B. 夫兰克-赫兹实验；C. 史特恩-盖拉赫实验；D. 塞曼效应。13.氢原子由n=1的基态被激发到n=4的状态后，由于不稳定又向低能级跃迁，则下列选项中哪个是正确的？A. 可能辐射出的光子最大能量是13.6eV； B. 可能辐射出六种不同能量的光子；C. 可能辐射出三种不同能量的光子；D. 这种情况下，能级间跃迁的。14.卢瑟福的粒子散射实验说明了：A. 能级的存在；B. 原子核的存在；C. 核自旋的存在；D. 电子的存在。 15.在原子物理和量子力学中，描述电子运动状态的量子数是：，由此判定下列状态中哪个状态是存在的？A. （1，0，0，-1/2） B. （3，1，2，1/2）C. （1，1，0，1/2） D. （3，4，1，-1/2） 16.基态原子态为的中性原子束，按史特恩-盖拉赫方法，通过不均匀横向磁场后分裂成多少束？A. 2； B. 3； C. 5； D. 7。 17.设代表衰变常数，为半衰期，为平均寿命，则下列哪种说法正确？A. 越大，则衰变越快； B. 越大，则衰变越快；C. 越小，则衰变越快； D. 越大，则衰变越快 。 18.我们说可以用描写碱金属原子中价电子的量子数 来描写伦琴线光谱对应的状态，确切地说应该是描写： A. 内壳层具有空位的状态； B. 内壳层某个电子的状态； C. 最外壳层价电子的状态； D. 壳层电子的状态。19.使氢原子从基态电离所需要的最小能量约为多少？A. 1.36eV B. 0.136eVC. 13.6eV D. -13.6eV 20.下列说法正确的是：A. 核力是长程力； B. 核力与电荷有关；C. 核力是弱作用力； D. 核力具有饱和性 21.核反应过程遵循：A. 静质量守恒； B. 静能守恒；C. 动能守恒； D. 动量守恒。22.今有若干个电子和核组成的原子，其中一个态是态，则该原子的电子数可能是多少？A. 4个 B. 1个C. 3个 D. 5个 23.若原子处于状态，其朗德因子g的值为A. 1/6 B. 2/3C. 6/5 D. 7/6 24.下列原子态中，可能存在的原子态是哪个？A. B. C. D. 25.假设钠原子（Z=11）的10个电子已经被电离，则至少要多大的能量才能剥去它的最后一个电子？A. 13.6eV B. 136eVC. 13600eV D. 1.64keV 26.静止的发生衰变后，粒子和子核动能大小之比为多少？A. 111：2 B. 3：111C. 2：111 D. 1：1 27.下列说法正确的是：A. 原子核衰变过程一定是放能的； B. 原子核衰变过程一定是吸能的；C. 原子核衰变过程既不放能也不吸能； D. 原子核衰变过程既可放能也可吸能。 28.若原子处于1D2和2S1/2状态, 它们的朗德因子g的值分别为： A. 1和2/3 ; B. 2和2/3 ; C. 1和4/3 ; D. 1和2 。29.伦琴线光谱的吸收限的能量数值分别对应各壳层电子的 A. 激发态； B. 俄歇电子能量；C. 电离能； D. 电子跃迁形成各线系第一条线的能量。30.由壳层结构理论和洪德定则可知，氯原子（Z=17）基态时的原子态应是： A. 2P1/2； B. 2P3/2； C. 4P1/2； D. 4P3/2。31.碱金属原子的光谱项为： A. T = R/n2 ; B. T = Z2R/n2 ; C. T = R/n* ; D. T = Z*2R/n2 。32.由状态2p3p 3P到2s2p 3P的辐射跃迁： A. 可产生9条谱线； B. 可产生7条谱线； C. 可产生6条谱线； D. 不能发生。33.碱金属原子的能级与氢原子的相比较： A. 相同n，碱金属的能级略高，随着n和值的增加，两者差别减少； B. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和值的增加，两者差别增加； C. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和值的增加，两者差别减少； D. 在不考虑精细结构时，两者能级基本上重叠。34.原子中轨道磁矩和轨道角动量的关系应为 : 三、计算题1.给出电子态1s22s22p53p1在L-S耦合下形成的所有的原子态，并用相应的原子态符号表示之。2.钇原子基态为2D，用这种原子进行史特恩盖拉赫实验时，原子束分裂为4束，求原子基态总磁矩及其在外磁场方向上的投影（结果用玻尔磁子表示）3.镉原子在1D21P1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子置于强度为2T的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃迁图。4.钙原子（Z=20）基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到5s态（中间有3d和4p态），当它由4s5s组态向低能态直至基态跃迁时，可产生哪些光谱跃迁？画出能级跃迁图（钙原子能级属耦合，三重态为正常次序）。5.锌原子基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到 (1) 5s， (2) 4p态时，求耦合下它们所形成的原子态，画出相应的能级图（三重态为正常次序）及可能的光谱跃迁。6.当X射线管所加的高压为1万伏时，测得X射线连续谱的最短波长为，若已知其它物理常数，试求普朗克常数h。7.用能量为12.5eV的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能级跃迁时，会出现哪些波长的光谱线？8.钾原子的价电子从第一激发态向基态跃迁时，产生两条精细结构谱线，其波长分别为和。现将该原子置于磁场B中（设为弱场），使与此两精细结构谱线有关的能级进一步分裂。试计算各能级分裂大小，并绘出分裂后的能级图。9.在考古工作中，可以从古生物遗骸中的含量推算古生物到现在的时间。设是古生物遗骸中和存量之比，是空气中和的存量之比。试证明：，式中为的半衰期。10.钠原子光谱的共振线（主线系第一条）的波长，辅线系线系限的波长，试求：（1）、对应的光谱项和能量；（2）钠原子基态电