2007年近代物理学试卷

1、2007 年近代物理学试卷一、名词解释： （共 10 分，每小题2 分）1平均结合能：2电子自旋：3聚变：4内 变 换：5原子实模型：二、填空（ 12 分，每空0。 5 分）1原子能反应堆是装置。2巴尔末线系的波数表达式为。3氢原子的基态能量为，电离能量为。4波尔第一轨道半径为a1，则二次电离的锂离子Li的第二轨道半径为。5某种核的半衰期是 10 分种 , 这种核素的原子经过50 分种之后仍存在的几率是。6实验，证明了电子具有波动性。7普朗克提出的量子假说，解决了经典物理在问题上所遇到的困难。8测不准关系式为：。9卢瑟福在 粒子散射实验的基础上，提出了原子结构的“”模型。10原子光谱的精细结构

2、是由于相互作用引起的。11碱金属原子的价电子处于n=3,l=1,其精细结构的状态符号应为，。12 X 射线谱分为和。13我们学过的原子核结构模型有，。14 衰变能谱是分立的，由此可以推断，原子核内存在。15中子磁矩不为零，说明中子。16核力的主要性质，。三、选择题： （38 分，每题2 分）1微观粒子的状态用波函数表示，对波函数的统计解释是：（ D）A. 表示微观粒子在时刻的坐标位置；B. 表示时刻，坐标处物质波的强度；C. 表示时刻，坐标处物质波的振幅；D. 表示微观粒子时刻在处单位体积中出现的几率。2单个 d 电子的总角动量数可能值为：（D ）A.2,3B.3,4C.5/2 ,7/2D.3

3、/2,5/23对于反常塞曼效应正确的描述应该是: （C ）A. 碱金属原子谱线在磁场中有可能发生反常塞曼效应,也有可能发生正常塞曼效应B. 氦原子光谱在磁场中只能发生反常塞曼效应C. 反常塞曼效应也可能象正常塞曼效应那样谱线分裂成三条D. 发生反常塞曼效应时 ,任何方向都可以同时观察到 线和 线4原子发射伦琴射线标识谱的条件是:（ C ）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.原子中电子的自旋 轨道作用很强5 发生 + 衰变的条件是 :（ D ），Z） M （A，Z-1） +meB. M（A，Z） M（A，Z+1 ） +2meA. M（AC. M（ A，Z）

4、M（A，Z-1），（ A，Z-1）+2meD. M （A Z） M6. 氘核每个核子的平均结合能为1.11M, 氦核每个核子的平均结合能为7.07 M, 由两个氘核合成一个氦核时 (A)A. 放出能量 23.84 MB. 吸收 23.84 MC. 放出能量 26.06 MD. 吸收 5.96 M7. 光子的波长与电子的波长都为5.0 10-10 m，光子的动能与电子的动能之比是（B ）A.1B. 4.12102C.8.510-6D.2.31048一次电离的氦离子（H e+）处于 n=2 的激发态，根据波尔理论，能量E 为（ C）A. -3.4eVB. -6.8eVC. -13.6eVD. -2

5、7.2eV9 由电子组态1s3d 按 L S 耦合所组成的原子态应该是（B）A.1s3d 3D 3,2,1 和 1s3d1D 2,1,0B. 1s3d 3D3,2,1 和 1s3d1 D 2C. 1s3d 3D 3 和 1s3d1 D 2,1,0D. 1s3d 3D 4.3.2 和 1s3d1D 3,2,110某放射性核素的半衰期为2 年，则经8 年衰变掉的核数目是尚存核数的（C）A.5 倍B.10倍C.15倍D.20倍11夫兰克赫兹实验证明了（B ）A. 原子内部能量连续变化B.原子内存在能级C. 原子有确定的大小D.原子有核心12硫原子射线束，通过非均匀磁场时，在屏上得到的黑条数：（ 5）

6、A.2B.3C.4D.513核反应截面 虽有面积量纲，但同原子核的几何截面是完全不同的物理量，二者相比（A ）A 既可以大于，也可小于几何截面B 一定小于几何截面 一定大于几何截面 和几何截面同数量级，但数值不同14在强外磁场中， 原子的附加能量除正比于之外，同原子状态有关的因子有： （ D）朗德因子g 和玻尔磁子 磁量子数朗德因子g朗德因子g 和磁量子数 和 D磁量子数 和 15角动量空间取向量子化是指角动量空间一个方向（例如Z 方向）上的取值是量子化的，它（ D）A 只适用于是轨角动量B 只适用于自旋角动量只适用于氢原子适用于所有角动量16如果对碱金属原子考虑轨道和自旋运动，但不考虑轨道

7、自旋耦合， 其状态应用哪几个量子描述 (D)A l,m l, ,ms,jB.n,l,s,j,m jC.n,l, m l,ms,jD. n,l,s, ml,ms,17 衰变过程中， 粒子的动能为E， 粒子质量为 m ，反冲核质量为M Y ，则衰变能 Ed和 粒子动能 E的关系为： (A )A.E dE(1m)E dE(1m)B.M YM YC.E dE(1M Y)E dE(1M Y)D.mm18即参与强相互作用，又参与电磁和弱相互作用的粒子只有(A)A. 强子B.重子和规范粒C.介子和轻子D.介子和规范粒子19对波函数 的下列表述，其中不正确的是： （D）A 波函数是对几率密度的一种描述；B 波

8、函数是对粒子统一行为的一种描述；C 波函数必须是有限、连续、单元值的；D 由于在整个空间找到粒子的几率为1，因而波函数的绝对值不能大于1；四、计算题： （40 分，每题 10分）1. 试求中子分别与16O， 17O核作用时发生（ n,2n）反应的阈能 E1 和 E2，并解释两个阈能值的巨大差别。 己知151617111.95MeV ，127.61MeV和 131.76MeV 。O， O， O 的结合能分别为2 N a 的基态为 3S，已知其共振线波长为5893 ? ，漫线系第一条线的波长为8193 ? ，基线系第一条线的波长为18459 ? ，主线系的系限波长为2413 ? 。试求 3S、3P

9、、3D 、4F 各谱项的项值。3若有下列谱项： 2S1/2， 1P1， 3D2 及 1F3 试阐明：（ 1）弱磁场中哪些谱项的磁能级成分之间的间隔有最大值； （ 2）对于哪些谱项，相应的有效磁矩能够按如下的公式计算：J B J (J 1) 。钠原子的基态为3s，试问钠原子从3D 激发态向低能级跃迁时，可以产生几条谱线，分两种情况：不考虑精细结构考虑精细结构，画出能级跃迁示意图，说明之。答案：一、 名词解释：（共 10 分，每小题2 分）1 平均结合能：原子核中平均每个核子的结合能称平均结合能。2电子自旋：电子具有固有的角动量和固有磁矩的特征。3聚变：轻原子核聚变合成较重的核。4内变 换：原子核

10、由一个激发能级向一个较低能级跃迁时放出能量，使电子放出5原子实模型：碱金属原子中，除价电子外其余内层电子和原子核组成的整体称为原子实模型。二、填空（ 12 分，每空0。 5 分）1可控的链式反应。R11,n 2.5,3,3.5222n 23 13.6ev, 13.6ev4 r24 a135 1326戴维逊革末7光电效应8pq29核式10电子自旋和轨道运动11 32 P1/ 2 ,32 P3 / 212连续谱，标识谱13液滴模型，原子核壳层模型，集体模型14能级15内部有结构16力程短，与电核无关，具有饱和性的交换力，非有心力的存在三、选择题：（ 38 分，每题 2 分）1 D2 D3 C4 C

11、 5. D6.A7.B8.C9.B10. C11.B12. D13. A14. D15.D16.D17. A 18.A19.D四、计算题： （40 分，每题 10分）1 解：Q(BY By )( BxBX )（ 2 分）对于16 O( n,2n)15 OQB(2n)B(15O)B( n)B( 16O)0 111.950127.61分）15.66MeV0（ 2E1Q mx M XAXAx ( Q)16 1 15.66 16.64MeV （ 1 分）M XAX16对于 17 O( n,2n)16OQ B( 2n)B(16O)B(n) B(17 O)0 127.61 0131.764.15MeV0（

12、2 分）171（ 1 分）E1174.15 4.39MeV解释：上面两个反应都为吸能反应，两个阈能值的巨大差别原因在于这两个反应的Q值差别大，而 Q 值的大小是与核的结合能有关的，16O 是双幻核较稳定，由阈能值可看到 16O 的结合能大，从16O 分离出一个中子的分离能大，所以它们（n,2n）反应阈能大，从 17 O 中分离出一个中子的分离能小，因此它的（n,2n）反应阈能就小。2 解：共振线，即主线系第一条谱线，其波数表示为3S 3P（ 1 分）漫线系，即第一辅线系，其第一条谱线波数表示为3P 3D基线系，即柏格曼线系，其第一条谱线波数表示为3D4F（ 1 分）主线系，线系限的波数表示为3

13、S由1得到：11D13D4F13S，P，3S3P33共I 漫1基1主1故3S114.144 106 m 1（ 2 分）主12413 10 103P3S14.14410612.447106 m 1（ 2 分）共589310 103D3P12.447106819311.226106 m 1（ 2 分）漫110 104F3D11.226610.6843m1（ 2 分）基1101845910 103 解：由 gJ (J1) L( L 1)S(S1)12J ( J 1)（ 2 分）得 2S1/2 ， 1P1， 3D2 及 1F3 各谱项的 g 因子分别为gs=2 ,gp=1 ,gD =7/6 ,gF=1（ 2 分）（ 1）因为谱项裂矩为g B B ，所以具有较大g 因