原子物理学试题(I卷)

1宜宾学院20xx——20xx学年度下期《原子物理学》试题（I卷）题号一二三四五六七八九十总分得分说明：（1）本试题共3页三大题，适用于物理与电子工程学院物理学专业。（2）常数表：h=6.62610-34Js=4.13610-15eVs；R=1.097107m-1；e=1.60210-19C；NA=6.0221023mol-1；hc=1240eVnm；k=1.38010-23JK-1=8.61710-5eVK；me=9.1110-31kg=0.511Mev/c2；mp=1.6710-27kg=938MeV/c2；a0=0.52910-10m；mp=1.6710-27kg=938MeV/c2；B=9.27410-24JT-1=5.78810-5eVT-；u=1.6610-27kg=931MeV/c2；e204=1.44eVnm考试时间：120分钟得分阅卷人一、填空题（每小题3分，共21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．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．泡利不相容原理可表述为：___________________________________________________________________。它只对________子适用，而对____________子不适用。4．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、、。5．钾原子的电离电势是4.34V，其主线系最短波长为nm。6．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。7．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）。得分阅卷人二、选择题（每小题3分，共27分）1．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2～3C.以小角散射为主也存在大角散射D.以大角散射为主也存在小角散射2．欲使处于激发态的氢原子发出H线，则至少需提供多少能量（eV）?()A.13.6B.12.09C.10.2D.3.43．基于德布罗意假设得出的公式V26.12Å的适用条件是：()A.自由电子，非相对论近似B.一切实物粒子，非相对论近似C.被电场束缚的电子，相对论结果D.带电的任何粒子，非相对论近似4．氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于：()A.自旋－轨道耦合B.相对论修正和原子实极化、轨道贯穿C.自旋－轨道耦合和相对论修正系级班考生姓名学号任课教师姓名第选课教学班…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题………………2D.原子实极化、轨道贯穿、自旋－轨道耦合和相对论修正5．设原子的两个价电子是p电子和d电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有：()A.4个B.9个C.12个D.15个6．某原子处于4D1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为：()A.2个；B.9个；C.不分裂；D.4个7．氩（Ｚ＝18）原子基态的电子组态及原子态是：()Ａ.1s22s22p63s23p61S0Ｂ.1s22s22p6２p63d83P0Ｃ.1s22s22p63p81S0Ｄ.1s22s22p63p43d22D1/28．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.原子中电子自旋―轨道作用很强9．发生+衰变的条件是()A.M(A,Z)＞M(A,Z－1)＋meB.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋2meC.M(A,Z)＞M(A,Z－1)D.M(A,Z)＞M(A,Z－1)＋2me得分阅卷人三、计算题（第4题12分，其余每题10分，共52分）1．不计电子自旋当电子在垂直于均匀磁场B的平面内运动时,试用玻尔理论求电子动态轨道半径和能级。2．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。系级班考生姓名学号任课教师姓名第选课教学班…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题………………33．（1）动能为6MeV的粒子被金核以60散射，试求其瞄准距离是多少？（2）求α粒子被金属箔散射后，散射角大于60的粒子数和散射角大于90的粒子数之比。4．镉原子在1D2→1P1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。）5．用中子打击F199产生O9，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Q值（n10：1.008665u，F199：18.998405u）。系级班考生姓名学号任课教师姓名第选课教学班…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题………………