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原子物理学试题汇编.doc
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原子物理学试题汇编.doc
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. .
XX 师 X 学院物理系
原子物理学期末考试试题(A 卷)
一、论述题 25 分,每小题 5 分)
1.夫朗克—赫兹实验的原理和结论。
1.原理:加速电子与处于基态的汞原子发生碰撞非弹性碰撞,
使汞原子吸收电子转移的 4.9eV 的能量跃迁到第一激发态。处第一
激发态的汞原子返回基态时,发射 2500 埃的紫外光。(3 分)
结论:证明汞原子能量是量子化的,即证明玻尔理论是正确的。
(2 分)
2.泡利不相容原理。
2.在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一
个量子态。(5 分)
3.X 射线标识谱是如何产生的?
3.内壳层电子填充空位产生标识谱。(5 分)
4.什么是原子核的放射性衰变?举例说明之。
4.原子核自发地的发射 射线的现象称放射性衰变,(4
分)
例子(略)(1 分)
5.为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量?
5.因为中等质量数的原子核的核子的平均结合能约为 8.6MeV 大
于轻核或重核的核子的平均结合能,故轻核聚变及重核裂变时能放
. .word..
. .
出巨大能量。(5 分)
二、(20 分)写出钠原子基态的电子组态和原子态。如果价电子被
激发到 4s 态,问向基态跃迁时可能会发出几条光谱线?试画出能级
跃迁图,并说明之。
二、(20 分)(1)钠原子基态的电子组态 1s
2
2s
2
2p
6
3s;原子基
态为
2
S
1/2
。(5 分)
(2)价电子被激发到 4s 态向基态跃迁时可发出 4 条谱线。(6
分)
(3)依据跃迁选择定则 (3 分)
能级跃迁图为 (6 分)
三、(15 分)对于电子组态 3p4d,在 LS 耦合时,(1)写出所有
可能的光谱项符号;(2)若置于磁场中,这一电子组态一共分裂出
多少个能级?(3)这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁?
三、(15 分)(1)可能的原子态为
1
P
1
,
1
D
2
,
1
F
3
;
3
P
2
,
1
,
0
,
3
D
3
,
2
,
1
,
3
F
4
,
3
,
2
。
(7 分)
(2)一共条 60 条能级。 (5 分)
. .word..
4
2
S
1/2
3
2
P
3/2
3
2
P
1/2
3
2
S
1/2
. .
(3)同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。(3
分)
四、(20 分)镉原子在
1
D
2
→
1
P
1
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。
四、(20 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)
五、(1)(10 分)用中子打击 产生 ,并放出一个新粒子,
写出核反应方程式;在实验室坐标系中,这种核反应发生时中子必
须有的最小的能量是 4.1MeV,试求反应能 值( :
1.008665u, :18.998405 u)。
. .word..
1
D
2
1
P
1
. .
(2)(10 分)已知 的核子的平均结合能为 7.572 MeV,
及 的核子的平均结合能为 8.6MeV,求 裂变为两个
Sn 核时放出多少能量?平均一个核子释放多少能量?
五、(1)(10 分) (5 分)
(5 分)
(2)(10 分)一个 共释放 241.6MeV 能量。 (5 分)
平均一个核子释放 1.036MeV 能量。 (5 分)
XX 师 X 学院物理系
原子物理学期末考试试题(B 卷)
一、论述题 25 分,每小题 5 分)
1.玻尔理论的成功之处和局限性。
1.玻尔理论成功之处:定态的概念,能量量子化,辐射频率法
则,氢原子光谱五个线系的形成,为量子力学的建立奠定了基础。
(3 分)
局限性:没有脱离经典物理的框架,量子化条件的引入没有严
密的数学证明,不能解释氢原子光谱的强度、宽度等,无法全面地
描述原子现象。(2 分)
2.波函数及其物理意义。
2.微观粒子状态用波函数 描写,一般情况下波函数是复
数。(2 分)
波函数模的平方 表示 时刻在
. .word..
. .
区间单位体元内发现粒子的几率。(3 分)
3.泡利不相容原理。
3.在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一
个量子态。(5 分)
4.X 射线标识谱是如何产生的?
4.内壳层电子填充空位产生标识谱。(5 分)
5.什么是原子核的放射性衰变?举例说明之。
5.原子核自发地的发射 射线的现象称放射性衰变,
(4 分)
例子(略)(1 分)
二、(20 分)当处于基态的氢原子被 12.3eV 光子激发后,被激发
的氢原子可能产生几条谱线?求出相应谱线的频率(用玻尔理论,
不考虑电子自旋)
三、(15 分)钇原子基态为
2
D,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)
四、(20 分)镉原子在
1
D
2
→
1
P
1
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。
五、(1)(10 分)为进行 的核反应,在验室坐
标系中,这种核反应发生时中子必须有的最小的能量是 4.1MeV,
. .word..
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wsbhm62
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