近代物理期

1近代物理期末模拟考试试卷1一．选择题(共10题,共有28分)1.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。2.当氦离子至少处于如下温度时，其巴耳末系才会在吸收谱中有相当的份量（当T=300K时，kBT1/40eV）A.103K；B.105K；C.107K；D.109K。3.对Cu（Z=29）原子，失去一个K壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量差不多大多少倍？A.100,000；B.100；C.1000；D.10,000。4.某原子的两个等效d电子组成原子态1G4、1D2、1S0、3F4,3,2和3P2,1,0，则该原子基态为：A.1S0；B.1G4;C.3F2；D.3F4。5.由状态2p3p3P到2s2p3P的辐射跃迁：A.可产生9条谱线；B.可产生7条谱线；C.可产生6条谱线；D.不能发生。6.某原子中三个未满支壳层的电子分别处于s、p、d态，则该原子可能有的原子态数应是：A.7；B.8；C.17；D.18。7.对氢原子,考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为:A.2条;B.3条;C.5条;D.不分裂。8.卢瑟福由粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是：A.普朗克能量子假设;B.爱因斯坦的光量子假设;C.狭义相对论;D.经典理论。9.原子中轨道磁矩L和轨道角动量L的关系应为:A.;LeemLB.;Leem2LC.;Leem2LD..LeemL。10.盖革和马斯登使能量为5MeV的粒子束垂直射至厚度为1m的金箔（Z=79），已知金箔的数密度为5.91022cm-3,他们测得散射角大于90°的概率为：A.10-2;B.10-4;C.10-6;D.10-10。二．填空题(共8题,共有30分)1.提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和_________________________________-。2.已知He原子1P11S0跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线。若其波数间距为~v，则此磁场的磁感应强度B=。今测得~.v04671cm，则B=特斯拉。3.二次电离的碳离子（C++）按其能级和光谱的特点，应属于类离子；其基态原子态是_______________；由2s3pP3210,,态向2s3sS31态跃迁可产生条光谱线。4.在正电子与负电子形成的电子偶素中，正电子与负电子绕它们共同的质心的运动，在n=2的状态，电子绕质心的轨道半径等于nm。5.按照电子的壳层结构，原子中相同的电子构成一个壳层；同一壳层中相同的电子构成一个支壳层。第一、三、五壳层分别用字母表示应依次是、、。6.钾原子的电离电势是4.34V，其主线系最短波长为nm。7.分子物理中把电子相对于原子核的运动以及之间的相对运动分别加以讨论，这种方法叫近似。8.斯托克斯线和反斯托克斯线总是对原谱线~v0作________分布，附加波数~vi和_____________波数无关，只与_____________性质有关。2三．计算题(共4题,共有42分)2.钙原子（Z=20）基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到5s态（中间有3d和4p态），当它由4s5s组态向低能态直至基态跃迁时，可产生哪些光谱跃迁？画出能级跃迁图（钙原子能级属LS耦合，三重态为正常次序）。4.毕克林系是在星球的He+光谱中发现的。它是当He+中的电子从较高能级跃迁到n=4能级发射的。(1)列出属于这一线系的谱线的波长的准确公式；(2)求线系限的波长；(3)这个线系在光谱的哪个区域？(4)若He+处于基态，求电离能。（计算时取RHehc=13.60eV）答案一．1.D2.B3.C4.C5.C6.C7.A8.D9.C10.B二．1.碱金属光谱的精细结构；斯特恩-盖拉赫实验.。（各1.5分）2.4mcev~或hcvB~(3分)；1.00(2分)。3.氦；10S（或2s2sS10）；3。（每空1分）4.0.2125.（主量子数）n(1分)；{角量子数（或轨道量子数）}l(1分)；K；M；O(各1分)。6.2.861027.原子核；玻恩—奥本海默。8.对称；入射光谱线；散射物。三2.解:：可能的原子态：(4分)4s4s：1S0；4s3d：1D2、3D3,2,1；4s4p：1P1、3P2,1,0；4s5s：1S0、3S1。能级跃迁图：(6分）4.解:：(1)1=RHeZ2(1/42-1/n2),n=5,6,7,...Z=21=4RHe(1/42-1/n2),n=5,6,7,...(2分)(2)1=4RHe/42,=4hc/(RHehc)=41240/13.60=364.7nm(3分)(3)max[].().hcRhcHenm14154124013604164251013122属近红外到可见光区。(4分)(4)E=|E1|=RHehcZ2=13.6022=54.4eV(3分)常数表普朗克常数h=6.62610-34Js=4.13610-15eVs里德堡常数R=1.097107m-1基本电荷e=1.60210-19C阿伏伽德罗常数NA=6.0221023mol-1复合常数hc=1240eVnm玻耳兹曼常数k=1.38010-23JK-1=8.61710-5eVK-1电子质量me=9.1110-31kg=0.511Mev/c2质子质量mp=1.6710-27kg=938MeV/c2质子质量mp=1.6710-27kg=938MeV/c2玻尔磁子B=9.27410-24JT-1=5.78810-5eVT-1玻尔半径a0=0.52910-10m原子质量单位u=1.6610-27kg=931MeV/c2复合常数e204=1.44eVnm4s5s4s4p4s3d4s4s1S03S11P13P1D21S03212103D3近代物理期末模拟考试试卷2一．选择题(共10题,共有30分,每题为3分)1.原始的斯特恩-盖拉赫实验是想证明轨道角动量空间取向量子化,后来结果证明的是:A.轨道角动量空间取向量子化;B.自旋角动量空间取向量子化;C.轨道和自旋角动量空间取向量子化;D.角动量空间取向量子化不成立。2.在ZAZAXYHe2424衰变过程中，衰变能Ed与粒子动能E的关系是：A．EEAAd()4;B.EEAAd()4;C.EEAZd()2;D.EEZAd()2。3.用波数为~v0的单色光去照射透明物体，并在与入射方向成直角的方向上观察散射光，发现散射光中除了原来的波数~v0之外，还有~v0~vi的新波数出现，其中~vi与：A.入射光波数的一次方有关；B.入射光波数的平方有关；C.散射物性质有关；D.散射物性质无关。4.利用莫塞莱定律，试求波长0.1935nm的K线是属于哪种元素所产生的？A.Al（Z=13）；B.Fe（Z=26）；C.Ni（Z=28）；D.Zn（Z=30）。5.我们说可以用描写碱金属原子中价电子的量子数nlj,,来描写伦琴线光谱对应的状态，确切地说应该是描写：A.内壳层具有空位的状态；B.内壳层某个电子的状态；C.最外壳层价电子的状态；D.K壳层电子的状态。6.原子K壳层的半径与其原子序数Z之间的大致关系为：A.与Z成正比；B.与Z成反比；C.与Z2成正比；D.与Z2成反比。7.某原子处在B=0.8特斯拉的磁场中，当微波发生器的频率调到1.68×1010Hz时，观察到顺磁共振。该原子此时所处状态的朗德因子值为：A.3/2；B.2；C.1；D.4/5。8.在(p,n)型核反应中,若中间核为715N,则此反应中的靶核与生成核分别为:A.510B和613C;B.614C和714N;C.614C和510B;D.613C和714N。9.He+中的电子由某个轨道跃迁到另一轨道，相应物理量可能发生的变化如下：A.总能量增加，动能增加，加速度增加，线速度增加；B.总能量增加，动能减少，加速度增加，线速度减少；C.总能量减少，动能增加，加速度增加，线速度增加；D.总能量减少，动能增加，加速度减少，线速度减少。10.密立根是通过以下方法来测定电子电荷的：A.测量电子束在电场和磁场中的偏转;B.利用威尔逊云室,测定过饱和蒸汽雾滴的数目和总电量;C.测量极小带电油滴在重力、空气浮力和阻力以及已知电场作用下运动时的收尾速率;D.采用电解方法测量电解一定量物质所需要的电量。二．填空题(共8题,共有32分)1.处于基态42S1/2的钾原子在B=0.500T的弱磁场中，可分裂为个能级，相邻能级间隔为（三位有效数字）。2.原子有效磁矩与原子总磁矩的关系是__________________________________。43.泡利不相容原理可表述为：_________________________________它只对________子适用，而对____________子不适用。4.氦原子的激发态常常是其中的一个电子被激发，另一个电子仍留在1s态，这种情况下，电偶极跃迁的选择定则可简化为L，J。5.锂原子（Z=3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为eV（仅需两位有效数字）。6.同核双原子分子一般是分子，异核双原子分子一般是分子。7.无反冲的射线共振吸收是首先发现的，所以称为效应。8.氯化钠组成立方晶体，钠和氯离子沿x,y,z三个轴交错占据位置，已知钠和氯的原子量分别为22.99和35.46,氯化钠的密度为2.2103kg.·m-3,则相邻离子的间隔为：为_______________。三．计算题(共4题,共有38分)2.锌原子基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到(1)5s，(2)4p态时，求LS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。4.为了将一次电离的氦离子激发到第二激发态，用一快速电子与氦离子相碰撞，试求电子的最小速度（设氦离子原先静止并处于基态）。答案一．选择题(共10题,共有30分,每题为3分)1.C2.A3.C4.B5.A6.B7.A8.B9.C10.C二．填空题(共8题,共有32分)1.2；0.92710-23J或5.7910-5eV。2.原子的有效磁矩是原子的总磁矩在总角动量方向上的投影。3.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（或：在同一原子中不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的nlmmls,,,四个量子数）；费米玻色。4.1（1分）；0，1（00除外）。5.0.666.非极性；极性。（每空1.5分）7.穆斯堡尔(1.5分)；穆斯堡尔效应8.2.810-10米。三2.解:：可能的原子态：(4分)4s4s：1S0；4s3d：1D2、3D3,2,1；4s4p：1P1、3P2,1,0；4s5s：1S0、3S1。能级跃迁图：(6分）4.解:：E=RHehcZ2[1/121/32]=13.648/9=48.36eV(3分)当EkE时,其中Ek=12meV2,能使He+激发到第二激发态(2分)Vmin=(2E/me)1/2=(248.36/(0.511106))1/23108=4.13106ms-1(3分)4s5s4s4p4s4s1S01S03S13P03P13P21P15近代物理期末模拟考试试卷3一．选择题(共11题,共有30分)1.碱金属原子形成精细结构光谱的选择定则为l1;j01,,对于氢原子形成精细结构光谱的选择定则与上述选择定则A.不同;B.相同;C.l相同,j不同;D.l不同,j相同。2.对Cu（Z=29）原子，失去一个K壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量差不多大多少倍？A.100,000；B.