近代物理试题及答案

中国海洋大学命题专用纸(首页)2006-2007学年第一学期试题名称:近代物理学课程号：共6页第1页专业年级__________________学号___________姓名____________考试日期（考生填写）_______年____月__日分数_________一填空题:(每题3分,共30分)1．用波长为λ1和λ2的伦琴射线照射到物质上产生康普顿效应（散射），得到Δλ1=λ1’-λ1和Δλ2=λ2’-λ2,则Δλ1与Δλ2A.随λ1和λ2的不同而不同；B.只随散射角θ的不同而不同；C．都是一个确定的数值；D．随散射物的性质不同而不同。[]2．弗兰克----赫兹实验的结果说明A.电子自旋的存在；B.原子能量量子化；C.原子具有磁距；D.原子角动量的量子化。[]3.德布罗意假设可归结为下列两个关系式:A.PE,B.kPE,C.hPhE,D.PE,[]4.考虑电子的自旋，碱金属原子光谱中每一条普线分裂成两条，且每条线的间隔随波数增加而减少的是什么线系？A．主线系；B.锐线系(二辅系)；C.漫线系(一辅系)；D.基线系(柏格曼系)。[]5．氦原子有单态和三重态，但1s1s3S1并不存在，其原因是：A．因为自旋为1/2，l1=l2=0，故J=1/2≠1；B．泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在；C．因为三重态能量最底的是1s2s3S1；D．因为1s1s3S1和1s2s3S1是简并态。[]6．如果两个价电子处于相同的pd组态，利用L－S耦合和j－j耦合分别求出的原子态中A．状态数和能级间隔相同；B．量子数和能级间隔相同；C．状态数和量子数J相同；D．状态数和量子数S相同。[]授课教师命题教师或命题负责人签字院系负责人签字年月日中国海洋大学命题专用纸（附页）2006-2007学年第一学期试题名称:近代物理学课程号：共6页第2页7．原子发射伦琴射线标识谱的条件是：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．原子中的自旋－轨道作用很强。[]8．由实验得知，原子核的半径R近似的与质量数A的立方根成正比，即R=r0A1/3(r0是常数)，由此得出：A．各种原子核的密度是相同的；B．在各种不同元素的原子核内，核子间隔不同；C．质子和中子的质量、体积近似相等；D．质子和中子的比例在各种不同元素的原子核近似相等。[]9．已知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。A.5倍；B.10倍；C.15倍；D.20倍。[]10．利用热中子轰击236U发生裂变，其裂变裂片的质量数为下列哪一组几率最大？A．118，118；B.72,162；C.96,140；D.118,72。[]二、简答题：（每题6分，共30分）1．微分散射截面是如何定义的？它的物理意义是什么？2．简述氦原子光谱的特点，并解释其为什么可以有“两套”光谱。中国海洋大学命题专用纸（附页）2006-2007学年第一学期试题名称:近代物理学课程号：共6页第3页3．电子的状态有哪四个量子数确定？它们分别代表什么？3．简述韧致辐射、特征（标识）辐射、同步辐射的概念。4．简述核力及其性质。三、讨论、计算题：（共40分）1．（10分）铝原子的基态是2P1/2，试分别计算它的轨道角动量、自旋角动量和总角动量及其相应的磁矩(以玻尔磁子B为单位表示)。中国海洋大学命题专用纸（附页）2006-2007学年第一学期试题名称:近代物理学课程号：共6页第4页2．（10分）试讨论钠的黄色双线（相应于2P1/2→2S1/2及2P3/2→2S1/2的跃迁）在磁场中的分裂情况，图示之，并画出可能的跃迁谱线。中国海洋大学命题专用纸（附页）2006-2007学年第一学期试题名称:近代物理学课程号：共6页第5页3．（12分）（1）4Be原子基态的电子组态时2S2S,若其中有一个电子被激发到3P态，L-S耦合可形成哪些原子态。(2)写出下列原子基态的电子组态，计算并确定它们的基态：16S,17Cl,18Ar。中国海洋大学命题专用纸（附页）2006-2007学年第一学期试题名称:近代物理学课程号：共6页第6页4．（8分）已知钨的K吸收限为0.0178nm,K线系各谱线的平均波长分别为：0.0211nm(K)；0.0184nm(K)；0.0179nm(K)。试根据这些数据绘出有关钨的X射线能级简图。（参考常数：普朗克常数：h=6.626×10-34J.s,2h，hc=1.24keV.nm；波尔兹曼常数：k=1.38×10—23J/K；电子电荷：e=1.602×10-19C；电子质量：me=0.510MeV=9.109×10-31kg）一：填空题1.B2.B3.C4.A5.B6.C7.C8.A9.C10.C二：简答题1.意义：单位面积内，单个靶核，单个入射粒子，单位立体角内的散射粒子数。物理意义：α粒子散射到θ方向单位立体角内每个原子的有效散射截面。2.特点：①有两套结构②存在亚稳态③基态与第一激发态之间能量相差很大，电离能是所有元素中最大的④三层结构能级中没有（1S）2能级。因为氦原子有两个电子，存在自旋与轨道运动。L-S耦合结果。3.由（n,l,ml,ms）确定n:主量子数l:轨道角量子数ml:轨道磁量子数ms：自旋磁量子数4.韧致辐射：带电粒子与原子相碰撞，发生骤然减速时，伴随产生的辐射。特征辐射：当外加电压增高时，在连续谱上叠加若干尖峰，为特征辐射。各元素特征X谱有相似的结构，但能量值不同。同步辐射：电子在同步回旋加速器作圆周运动时产生的辐射。5.核力：原子核内，各核力之间存在极强的吸引力。性质：①短程力②饱和性③强相互作用④与电荷无关⑤极短程内存在斥心力⑥与自旋有关。三：讨论、计算题1.解：基本2P1/2，l=1,S=1/2,j=1/2轨道角动量：L=1ll=2自旋角动量：S=1ss=23总角动量：J=1jj=23轨道磁矩：μl=-gl1llμB=-2μBμs=-gs1ssμB=-3μBgi=32μj=-gi1jjμB=-33μB2.解：2P3/2→2S1/22P3/2l2=1s2=1/2j2=3/2g2=4/3M2=3/2,1/2,-1/2,-3/2M2g2=6/3,2/3,-2/3,-6/32S1/2l1=0s1=1/2j1=1/2g1=2M1=1/2,-1/2M1g1=1,-12P1/2→2S1/22P1/2l3=1s3=1/2j3=1/2g3=2/3M3=1/2,-1/2M3g3=1/3,-1/32S1/2l1=0s1=1/2j1=1/2g1=2M1=1/2,-1/2M1g1=1,-1图略3解：（1）2s2s原子态为1S02s3p组合形成原子态为1P1，3P2，1，0（2）16S电子组态为3P4基态为3P217Cl电子组态为3P5基态为2P3/218Ar电子组态为3S23P6基态为1S04解：K层电子结合能εK＝hc/λk=69.7kevL层电子结合能εL=εK-hc/λkα=10.9kevM层电子结合能εM=εK-hc/λkβ=2.3kevN层电子结合能εN=εK-hc/λkγ=0.4kev图略