原子物理学考试-选择-计算-题目(参考答案)

从基态到第一激发状态所需激发能量分别为10.2 eV、40.8 eV、91.8 eV，从第一激发状态向基态迁移放射的光子的波长分别为122 nm、30.5 nm、13.5 nm，2. 4.5MeV的粒子和金核(Z=79 )碰到心的最小距离为50.6 m，碰到心的最小距离(考虑质心系统运动)为3.02m3 .氦离子从第一激发态转变为基态发射的光子的能量石为40.8 eV，发射的光子电离基态的氢原子发射电子，电子的动能为eV。4 .状态原子的磁矩为-1.55，z方向上的可投影值为。 LS键的随机因子是。5 .锌原子的一个光谱()在磁感应强度b的磁场中发生堵塞分裂，怨光谱分裂为3个，相邻的两个光谱的频率差为93.3。6. X射线管中的电子在20千伏地电场中与靶碰撞产生的x射线的最短波长为0.062 nm7 .波长0.54nm的单色光入射到一组晶面，在与晶面所成的角度为30度的方向上一次衍射极大，该晶面的间距为0.54nm .8. Nd (钕nv )的l吸收极限为0.19nm，l壳层能级为-6.546 KeV，k壳层能级为-35.48 KeV，从钕原子电离k电子需要功能42 KeV。9 .康普顿散射，当入射到光子上的能量等于电子的静态能量m时，散射光的最大波长是0。10 .已知核素Ca、h的原子质量分别为40.96228u和1.u，中子质量为1.u，核素Ca的结合能和比结合能分别为350.41633 MeV和8. MeV11.1mU每分钟释放740个粒子，放射性活性度为1.233 Bq，u的半衰期为4.5。12.1个放射性元素的平均寿命为10a，考察了第1a内发生的崩溃的数量为原数。13 .已知核素Po .Pb.He的原子质量分别为209.9829u.205.9745u和4.0026u、Po(钋Po )衰变时的衰变能为5.402 MeV。14 .原本静止的Ra核的衰变能为4.8438 MeV，释放的粒子的能量为4.76 MeV。 已知Ra.Ra. He的原子质量分别为226.254u.222.0176u和4.0026u15. NO p的反应能量为-1.19 MeV的p BeLi的反应为2.13 MeV。一、选择问题(1)原子半径的数级为： ca，10-10cm厘米； b，10-8m米； c，10-10m米； d，10-13m米。(2)原子核式构造模型的提案根据粒子散射实验中的ca、大部分粒子散射角为接近180的b、粒子仅偏向23c .也存在以小角散射为主的大角散射d .也存在以大角散射为主的小角散射。(3)氢原子被主量子数n的能级激励后，发生能级转变时可能发生的所有光谱的总根数为： ba、n-1； b，n(n-1)/2； c，n(n 1)/2； d，n。(4)氢原子光谱拉曼系统和巴耳末系统的系线限制波长分别为： da、R/4、R/9； b、r、R/4； c、4/R、9/R； d，1/R，4/R。(5)弗兰克-赫兹实验结果表明，ba .电子自旋的存在b、原子能量量化；c，原子具有磁性的d，原子角动量量子化。(6)用能量为12.7eV的电子激发基态氢原子时，激发的氢原子转变为低能级时可能会出现最大数量的光谱线(不考虑自旋)。 a.aa、3； b，10； c，1； d，4。(7)根据玻尔理论，氦离子He的第一轨道半径为： ca、2； b，4； c ./2； d，/4。(8)碱金属原子力级的双重结构是发生了d哪一个a、相对论效应b、原子实的极化c、价电子的轨道贯通d、价电子的自旋轨道相互作用(9)d电子总角动量的值可能是aa、 b、 c、 d，(10 )碱金属原子价电子处于n=3、=1的状态，其微细结构的状态符号为： cA .32S1/2. 32S3/2； B.3P1/2. 3P3/2； C .32P1/2. 32P3/2； D .32D3/2. 32D5/2(11 )生成钠的两条黄色d线的迁移为： aa、2p1/22s1/2、2p3/22s1/2b、2s1/22p1/2、2s1/22p3/2c、2d3/22p1/2、2d3/22p3/2d、2d3/22p1/2、2d3/22p3/2(12 )氢原子考虑到微结构后，其拉曼系统的一般结构的各光谱必须分裂为aa、二条b、三条c、五条d、不分裂(13 )关于氦原子光谱，以下说法错误的是aa .第一激发态不能自发转变为基态的b.1 s2p3p 2，1，0能级为正常顺序c .基态与第一激发状态能量差大的d .三重状态与单态之间没有转变(14 )氦原子从状态1 s2p3p 2，1，0向1s2s 3S1迁移，可产生的频谱线数为： cA.0； B.2； C.3； D.1(15)p电子和s电子有可能是L-S键，原子状态为ca.3 P0，1，2，3s1b.3 P0，1，2，1s0c.1 P1，3 P0，1，2d.3 S1，1 P1(16 )现在准备确定电子配置是1s2p，1s1p，2d3p，2p3s，并且下面哪个电子配置完全存在A.1s2p，1s1p B.1s2p，2d3p，2d3p，2p3s D.1s2p，2p3s(17 )有状态2 P3 d3p 2，1，02s3p3p 2，1，0的转变： da.9个光谱b.7个光谱c.6个光谱d .不发生(18 )原子发射x光标记光谱的条件为ca、原子外层电子被激发b .原子外层的电子电离c、去除原子内层电子的d、原子中的电子自旋轨道作用强。(19 )原子核的平均结合能对应a的变化表示以下规则ca .核心最大，一般随着7.58.0 MeV B的增加而逐渐增加，最大值约为8.5 MeVc .核心最大，一般8.58.7 MeV D .核心最大，轻核次最小(20 )以下哪种说法是错误的？ 乙组联赛a .核力有饱和性b .核力与电荷有关c .核能是短程力d .核能是交换力(21 )加速器历史性地利用加速后的粒子实现的最初的人工核反应是： cA. P 73Li242He是能量吸收反应B. a 147N178O p是能量释放反应C. p 73Li242He为放射性反应D. a 147N78O p为能量吸收反应(22 )原子核衰变过程中，下一过程产生俄歇电子cA. b-和g迁移B. b和k的捕获C. K捕获和内部变换d .内部变换和b-(23 )在a衰变过程中，若设a粒子的质量为Ma、背核的质量为Mr，则衰变能E0与a粒子的动能Ea具有以下关系aA. B .C. D(24 )放射性原子核衰变的基本法则，式中的n表示的物理意义为cA. t时崩溃的核数B. t=0时的核数C. t时刻未崩溃的核数D. t时刻的子核数(25 )由a个核构成的原子核的结合能，其中指dA. Z个质子和A-Z个中子的静止质量之差B. A个核的运动质量和核运动质量之差C. A个核的运动质量与核静止质量之差D. A个核的静止质量与核的静止质量之差【1-3】4.5MeV的粒子撞击金对照心时的最小距离是多少？ 改为7Li核的结果会怎样？解：粒子与金对照心碰撞的最小距离粒子和7Li对照心碰撞的最小距离(考虑质心系统运动)13 -【1-6】一束粒子与重金属箔垂直接触，粒子在金属箔上散射后，求出散射角600的粒子数与散射角900的粒子数之比。解：由可得散射角粒子数散射角粒子数散射角粒子数与散射角的粒子数之比：【2-2】分别计算h、He、Li :(1)第一极半径、第二极半径及电子在这些轨道上速度(2)电子基态下的结合能(3)从基态到第一激发态所需的激发能量，以及从第一激发态到基态发射的光子的波长。解： (1)由得到h、He、Li的第一极半径、第二极半径分别为电子在这些轨道上的速度(2)由获得电子基态下的结合能量(从电离状态到基态所需的能量)(3)同样地，从基态到第一激励状态所需激励能量分别为从第一激发状态向基态放射的能量与从基态到第一激发状态所需的能量相等。由得因此，从第一激发状态放射到基态的光子的波长分别为【2-8】氦离子He从第一激发状态转变为基态而放射的光子电离基态的氢原子而放出电子，求出电子的速度。解：由氦离子He从第一激发状态迁移到基态而得到放射能量基态氢原子电离能发射的电子动能(零势能)这个电子的速度【2-10】-子的静止质量是电子的207倍，其速度慢时被质子捕获到子原子。 子原子： (1)第一极半径(2)最低能量(3)莱曼线系统的最短波长。解： (1)由考虑重心运动、-子的换算质量子原子的第一极半径(2)子原子基态能量(最低能量)(3)设子原子拉曼线系统最短波长min子原子里德伯常数所以子原子莱曼线系统的最短波长【4-2】估算2 d3/2状态下的原子的磁矩和向z方向的投影可能的值。解：处于2D3/2状态的原子有l=2、s=1/2、j=3/2LS键的随机因子此时，原子磁矩及可向z方向投影的值【4-5】在斯坦图形实验中，处于基底状态的4F3/2的钒原子束通过不均匀的横向磁场入射到屏幕，磁场强度的梯度值磁极纵向范围d=10cm，从磁极中心到屏幕的距离D=30cm .钒原子的动能为50meV。 屏幕上线束边缘成分的间距是多少？解：在处于基态的4F3/2钒原子中l=3，s=3/2，j=3/2mj=3/2，1/2，-1/2，-3/2mjgj=3/5，1/5，-1/5，-3/5原子束距x轴的距离原子束在屏幕上的裂纹距离原子束边缘成分在屏幕上的间距【4-10】锌原子的一条光谱线(3S13P0)在B=1T的磁场中发生塞曼分裂，从垂直于磁场的方向看分裂为多少条？ 相邻两个光谱的频率差是多少塞曼效应正常？ 绘制相应的能级转变图。解：3S1 :l2=0，s2=1，j2=1，3 p0: l1=1，s1=1，j1=0m2=1，0，-1 m1=0g2=2 m1g1=0m2g2=2，0，-2原谱线分裂成三条，非正常塞曼效应两个相邻谱的频率差能级过渡图如下所示没有磁场有磁场毫克(毫克)1 20 0-1 -20 02L2L3S1战斗机3P04-11在2.5T的磁场中，计算钠原子的d双线引起的塞曼分裂。二分之三3smg3p2四分之三1/21/23/2三分之二1/21/21/21/2589.0nm纳米589.6nm纳米解：对于2S1/2状态，使用s=1/2、=0；