2001本原子物理试题

原子物理学试题（A卷）适用于2001级本科物理教育专业（20032004学年度第一学期）一、选择题（每题3分，共30分）1在同一粒子源和散射靶条件下,观察到粒子被散射在90和60角方向上单位立体角内的粒子数之比为A4:1； B.:2 ； C.1:4 ； D.1:8.2欲使处于激发态的氢原子发出线，则至少需提供多少能量（eV）?A.13.6 ； B.12.09； C.10.2 ； D.3.4.3锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波长为3519埃，则Li原子的电离电势为：A5.38V ； B.1.85V； C.3.53V ； D.9.14V.4试判断原子态：1s1s3S1,1s2p3P2,1s2p1D1, 2s2p3P2中，下列哪组是完全存在的？A. 1s1s3S1 ，1s2p3P2 ， 2s2p3P2 ； B .1s2p3P2 ， 1s2p1D1；C. 1s2p3P2 ，2s2p3P2 ； D.1s1s3S1 ， 2s2p3P2 ， 1s2p1D1.5原子在6G3/2状态,其有效磁矩为A； B. 0； C. ； D. 6氖原子的电子组态为1s22s22p6，根据壳层结构可以判断氖原子基态为.； .； .； . .7原子发射伦琴射线标识谱的条件是原子中的.外层电子被激发；.外层电子被电离；.内层电子被移走； .电子自旋轨道作用很强 .8设原子的两个价电子是p电子和d电子,在耦合下可能的原子态有：A.4个 ； B.9个 ； C.12个 ； D.15个 .9发生b+衰变的条件是A.M(A,Z)M(A,Z1)me; B.M(A,Z)M(A,Z1)2me;C. M(A,Z)M(A,Z1); D. M(A,Z)M(A,Z1)2me.10既参与强相互作用，又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子，只有A.强子; B.重子和规范粒子; C.介子和轻子; D.介子和规范粒子.二、填空题（每题4分，共20分）1原子的核式结构模型的提出，是根据粒子散射实验中粒子的_.2夫赫实验的结果表明_.3如果原子处于2P1/2态,它的朗德因子g值为_.4Kr样品核数在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的核数为_.5碳原子基态的电子组态和原子态分别是_.三、（10分）用简要的语言叙述玻尔理论，并根据你的叙述导出氢原子基态能量表达式.四、（15分）已知：,，求钠原子基态的电离电势.若不考虑精细结构，则钠原子自态向低能级跃迁时，可产生几条谱线？各对应哪个线系的谱线？若考虑精细结构，则如何？ 五、（10分）解释Cd的6438埃的红光(1D21P1) 在外磁场中的正常塞曼效应，并画出相应的能级图.六、（8分）已知He原子的一个电子被激发到2p轨道，而另一个电子还在1s轨道. 试作出能级跃迁图来说明可能出现哪些光谱线的跃迁？写出跃迁选择定则和谱线的波数表达式.七、（7分）用粒子轰击一个氮原子核14N放出一个质子，写出核反应方程式，计算核反应能和核反应阈能. （已知(14,7)=14.u, (17,8)=16.u, (4,7)= 4.u, (1,1)=1.u）2001级物理学专业本科原子物理学试题（A）标准答案和评分标准一、选择题（每小题3分，共30分）CBACBCCCD二、填空题（每小题4分，共20分）1大角度散射（4分）2原子能量量子化 （4分）32/3 （4分）44N0/9 （4分）51s22s22p2 3P0 （4分）三、（10分）玻尔基本假设（略）（分）氢原子基态能量（分）四、（10分）（1）（分）（）不考虑精细结构，可产生条谱线，第一辅线系，主线系。（分）考虑精细结构，可产生条谱线。（分）跃迁图（分）五、（10分）单重态之间的塞曼分裂为正常塞曼效应，相邻谱线之间的波数差为一个洛仑兹单位 （5分）则得 （5分）和 （5分）能级跃迁图为 （ 5分）1D21P1 六、（10分）（）能级跃迁图（分）（）跃迁选择定则（分）（）谱线波数（略）（分）七、（10分）核反应方程式 （4分）核反应能（3分）核反应阈能（3分）原子物理学试题（B卷）适用于2001级本科物理教育专业（20032004学年度第一学期）一、选择题（每题3分，共30分）1相同能量的粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限.用质子束所得结果是用粒子束所得结果的几倍？A. 1/4 ； B . 1/2 ； C . 1 ； D. 2 .2正负电子绕其共同的质心转动形成 “正电子素”，当由第一激发态返回基态时发射光子的波长为A3 /8 ； B.3/4； C.8/3； D.4/3.3产生钠原子的两条黄谱线的跃迁是：A.2P1/22S1/2 , 2P1/22S1/2; B. 2S1/22P1/2 , 2S1/22P3/2;C. 2D3/22P1/2， 2D3/22P3/2； D. 2D3/22P1/2， 2D3/22P3/2.4电子组态2p4d所形成的可能原子态有：A1P P F F； B. 1P 1D 1F 3P 3D 3F; C3F 1F； D. 1S 1P 1D 3S 3P 3D.5窄原子束按照施特恩盖拉赫方法通过极不均匀的磁场 ，若原子处于5F1态，则原子束分裂成A.不分裂； B.3条； C.5条； D.7条.6氩（=18）原子基态的电子组态及原子态是.1s22s22p63p 1S0; .1s22s22p6p63d8 3P0;.1s22s22p63p6 1S0; . 1s22s22p63p43d2 2D1/2.7原子发射伦琴射线标识谱的条件是原子中的.外层电子被激发；.外层电子被电离；.内层电子被移走；.电子自旋轨道作用很强.8原子核可近似看成一个球形，其半径R可用下述公式来描述：A.Rr0A1/3 ； B. Rr0A2/3 ； C. R； D.R=.9已知钠原子核23Na基态的核自旋为I=3/2,因此钠原子基态32S1/2能级的超精细结构为A.2个; B.4个; C.3个; D.5个.10可参与所有四种相互作用的粒子是：A.电子; B.光子； C.p介子； D.中微子二、填空题（每题4分，共20分）1原子的核式结构模型的提出，是根据粒子散射实验中粒子的_.2氢原子处于基态吸收=1026的光子后电子的轨道磁矩为原来的_倍.3锂原子主线系最长波长为l1=67074埃，第二辅线系线系限波长为l=3519埃,则锂原子电离电势为_.（已知R1.09729107m-1）4原子处在多重性为5，J的简并度为7的状态,试确定轨道角动量的最大值_.5如果原子处于2P3/2态，将它置于弱外磁场中时，它对应能级应分裂为_.三、（10分）一个光子电离处于基态的氢原子,被电离的自由电子又被氦原子核俘获,形成处于能级的氦离子He+,同时放出波长为500nm的光子,求原入射光子能量和自由电子动能,画出能级图. （）四、（10分）若不考虑精细结构，当钠原子自态向低能级跃迁时，可产生几条谱线？各对应哪个线系？若考虑精细结构，则如何？ 五、（10分）氦原子从1D21P1跃迁谱线波长为6678.1埃,(a)计算在磁场B中发生的塞曼效应(,用L洛表示); (b) 平行于磁场及垂直于磁场方向各观察到几条谱线？偏振情况如何？画出相应跃迁图 .六、（10分）锌原子（Z=30）的最外层电子有两个电子,基态时的组态是4s4s. 当其中有一个电子被激发到5s态,试求出在L-S耦合下的原子态；当向低能级跃迁时发出几条谱线？画出能级跃迁图.七、（10分）用粒子轰击一个氮原子核14N放出一个质子，写出核反应方程式，计算核反应能和核反应阈能. （已知(14,7)=14.u, (17,8)=16.u, (4,7)= 4.u, (1,1)=1.u）2001级物理学专业本科原子物理学试题（B）标准答案和评分标准一、选择题（每小题3分，共30分）BBABBCCAAB二、填空题（每小题4分，共20分）1大角度散射（4分）23 （4分）35.38eV （4分）4 （4分）54层 （4分）三、（10分）自由电子的动能为11.5eV（5分）入射光子的能量为2.45 eV |（5分）四、（10分）不考虑精细结构，可产生条谱线，第一辅线系，主线系。（5分）考虑精细结构，可产生条谱线。（分）跃迁图（分）五、（10分）(1)(2分)（2）格罗春图（略）（2分）（3）（3分）（4）偏振态、跃迁图（略）（3分）六、（10分）（1）4s4s：，4s5s：、，4s4p： （3分）（2）能级跃迁图（3分）（）跃迁选择定则（分）（）谱线波数（略）（2分）七、（10分）核反应方程式 （4分）核反应能（3分）核反应阈能（3分）原子物理学试题（C卷）适用于2001级本科物理教育专业（20032004学年度第一学期）一、选择题（每题3分，共30分）1在金箔引起的粒子散射实验中,每10000个对准金箔的粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的粒子会有多少？A. 16； B.8； C.4 ； D.2.2.氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：A13.6V和10.2V; B 13.6V和-10.2V; C.13.6V和3.4V; D. 13.6V和-3.4V 3氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于：A.自旋轨道耦合； B.相对论修正和极化贯穿；C.自旋轨道耦合和相对论修正； D.极化.贯穿.自旋轨道耦合和相对论修正.4判断下列各谱项中那个谱项不可能存在:A.3F2； B.4P5/2； C.2F7/2； D.3D1/2.5有一原子，n=1,2,3的壳层填满，4s支壳层也填满，4p支壳层填了一半，则该元素是：.Br(Z=35); .Rr(Z=36); .V(Z=23); .As(Z=33).6使窄的原子束按照施特恩盖拉赫的方法通过极不均匀的磁场 ，若原子处于5F1态，试问原子束分裂成A.不分裂； B.3条； C.5条； D.7条.7原子发射伦琴射线标识谱的条件是：.原子外层电子被激发； .原子外层电子被电离；.原子内层电子被移走； .原子中电子自旋轨道作用很强 .8原子核可近似看成一个球形，其半径R可用下述公式来描述：A.Rr0A1/3 ； B. Rr0A2/3； C. R ； D.R=.9一个235U吸收一个慢中子后,发生的裂变过程中放出的能量为A.8MeV； B. 100MeV； C .200MeV； D.93.1MeV.10可参与所有四种相互作用的粒子是A.电子; B.光子； C.p介子； D.中微子二、填空题（每题4分，共20分）1粒子散射实验中粒子大角散射的结果表明_.2用能量为12.7eV的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线（不考虑自旋）_.3锂原子主线系最长波长为l1=67074埃，第二辅线系线系限波长为l=3519埃,则锂原子电离电势为_.（已知R1.09729107m-1）4原子处在多重性为5，J的简并度为7的状态,试确定轨道角动量的最大值_.5一个235U吸收一个慢中子后,发生的裂变过程中放出的能量为_MeV.三、(10分) 试用光谱的精细结构常数表示处于基态的氢原子中电子的速度、轨道半径、氢原子的电离电势和里德伯常数.四、（10分）锂原子的基态是，当处于激发态的锂原子向低能级跃迁时，可能产生几条谱线（不考虑精细结构）？这些谱线中哪些属于你知道的谱线系的？同时写出所属谱线系的名称及波数表达式. 试画出有关的能级跃迁图，在图中标出各能级的光谱项符号，并用箭都标出各种可能的跃迁.五、（10分）已知He原子的一个电子被激发到2p轨道，而另一个电子还在1s轨道. 试作出能级跃迁图来说明可能出现哪些光谱线的跃迁？写出跃迁选择定则和谱线的波数表达式.六、（10分）以钠原子的D1线为例，讨论复杂塞曼效应.七、（10分）用粒子轰击一个氮原子核14N放出一个质子，写出核反应方程式，计算核反应能和核反应阈能. （已知(14,7)=14.u, (17,8)=16.u, (4,7)= 4.u, (1,1)=1.u）2001级物理学专业本科原子物理学试题（C）标准答案和评分标准一、选择题（每小题3分，共30分）AACDCBBACB二、填空题（每小题