《原子物理》半期试卷及参考答案.ppt

1、A,1,一单项选择题：（每题2分，共20分）,1.进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明： A.原子不一定存在核式结构 B.散射物太厚 C.卢瑟福理论是错误的 D.小角散射时一次散射理论不成立,2.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。,A,2,3.原子半径的数量级是： A.10-10cm B.10-8m C. 10-10m D.10-13m,4.原子核式结构模型的提出是根据粒子散射实验中 A.绝大多数粒子散射角接近180 B. 粒子只偏2o3o C.以小角散射为主也

2、存在大角散射 D.以大角散射为主也存在小角散射,5.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,A,3,6.由壳层结构理论和洪德定则可知，电子组态为3p5的氯原子（Z=17）基态时的原子态应是： A. 2P1/2； B. 2P3/2； C. 4P1/2； D. 4P3/2。,7.在LS耦合下，两个等价p电子能形成的原子态是： A. 1D，3D； B. 1P，1D，3P，3D； C. 1D，3P，1S； D. 1D，3D，1P，3P，1S，3S。,A,4,8.两个电子的轨道角动量量子数分别为：l1=3，l2=2，则其总轨道角动量量子数可取数

3、值为下列哪一个？ A. 0，1，2，3 B.0，1，2，3，4，5 C. 1，2，3，4，5 D. 2，3，4，5,9.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）,A,5,二填空题( 每空1分, 共15分 ),定态假设,频率条件,角动量量子化,1.玻尔原子理论的三条基本假设是 ， ， 。,2.氦原子的能级有两套，一套是 重的，一套是 重的，从而产生的光谱应有 套。历史上曾认为有两种氦，对应于前者的称 氦，对应于后者的称 氦。若原子

4、处于 态，则其轨道角动量和自旋角动量的标积 。,单,三,两,仲,正,-62,3.泡利不相容原理可表述为： 。据此，n壳层能容纳的最多电子数为 ，l支壳层能容纳的最多电子数为 。,在同一原子中，不能有两个或两个以上的电子处于同一状态,2n2,2(2l+1),A,6,4.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，分别表示为 ； 按jj 耦合可形成的原子态个数为 个，分别表示为 。,4,1P1,3P2,1,0,4,三简答题（每题5分，共20分）,1.为什么氢原子能级,随着能量的增加,越来越密?,答、氢原子能级：,也即是：随着能量的增加,氢原子能级越来越密。,A,7,2.

5、(x,y,z)表示波函数,问 ， 各表示什么物理意义?,答、,：粒子在整个空间出现的几率为1。,A,8,3.碱金属原子的能级或光谱项与氢（或类氢）原子有何不同？这是什么原因引起的？为什么这种差别当量子数很大时又消失了？,答、氢原子的光谱项： ，能级:,碱金属原子的光谱项： ，能级：,氢原子光谱项与主量子数有关，碱金属原子的光谱项与有效量子数有关，有效量子数不是整数，而是与主量子数减去一个l。,原因：原子实的极化和轨道贯穿。,当量子数很大时，价电子离原子实越远，轨道贯穿和极化效应越弱，有效核电荷数越接近1，越接近氢原子结构。,A,9,4.什么叫L-S耦合？什么叫j-j耦合？它们反映了原子内部什么

6、性质的相互作用？,L-S耦合：轨道-轨道，自旋-自旋相互作用。 j-j耦合：自旋-轨道相互作用,A,10,1、-子是一种基本粒子，除静止质量为电子质量的207倍外，其余性质与电子都一样。当它运动速度较慢时，被质子俘获而形成子原子。试计算（1） 子原子的第一玻尔轨道半径；（2） 子原子的最低能量；（3） 子原子赖曼系中的最短波长。（10分）,解、子原子可以看作类氢体系，应用玻尔理论，其轨道半径为,所以，第一玻尔轨道半径为,三计算题(共45分 ),A,11,（2） 子原子的最低能量；,应用玻尔理论，其类氢能量为,（3） 子原子赖曼系中的最短波长,A,12,解(1)根据卢瑟福散射公式：,得到：,2.

7、能量为7.68的粒子与金箔（Z=79）发生散射；试问：（1）散射角=120o时，所对应的瞄准距离b为多大？（2） 粒子与散射的金原子核之间的最小距离rm为多大？（10分）,A,13,2）. 已知散射角为的粒子与散射核的最短距离为，,A,14,3.在史特恩-盖拉赫实验中，氢原子从温度为400K的炉中射出，在屏上接收到两条氢束线，间距为0.60cm。若把氢原子换成基态氯原子，其他实验条件不变，那么，在屏上可以接收到几条氯束线？其相邻两束的间距为多少（原子束落在屏上的位置： ） （10分）,解、氢原子：基态电子态：1s，基态原子态2S1/2. gH=2 氯原子：基态电子态：3p5，基态原子态2P3/2.氯原子分裂为4条。 gcl=4/3,在外加磁场中，分裂的相邻两能级的间隔只与g有关。,A,15,4.锌原子基态电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到：（1）5s态；（2）4p态时，求L-S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。（15分）,解：（1）组态为4s5s时,电子组态4s4s，到4s5s之间还有4s4p, 4s4d, 4s4f电子组态,相应的原子态：,4s4p：1P1,3P0,1,2,4s4d：1D2,3D1,2,3,4s4f：1F3,3F2,3,4