原子物理总复习

第一章原子的位形一、学习要点：1．原子的质量和大小2．原子核式结构模型(1)汤姆孙原子模型(2)粒子散射实验：装置、结果、分析(3)原子的核式结构模型(4)粒子散射理论：库仑散射公式（会推导）：2cot2ab卢瑟福散射公式（会推导）：2sin1)441()(422210EeZZc，卢瑟福公式中的四种关系的实验验证；(5)微分散射面的物理意义；(6)原子核大小的估计：aEeZZrcm221041二、基本练习1．课本P28：（1-2）.（1-3）.（1-4）.（1-6）;2．选择题：(1)原子半径的数量级是：A．10－10cm;B.10-8mC.10-10mD.10-13m(2)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（3）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(4)用相同能量的粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限.问用质子束所得结果是用粒子束所得结果的几倍？A.1/4B.1/2C.1D.2(5)动能EK=40keV的粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离为（m）：A.5.91010B.3.01210C.5.910-12D.5.910-14(6)如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍？A.2B.1/2C.1D.4(7)在金箔引起的粒子散射实验中,每10000个对准金箔的粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的粒子会有多少？A.16B..8C.4D.2(8）在同一粒子源和散射靶的条件下观察到粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为：A．4:1B.2:2C.1:4D.1:8（9）在粒子散射实验中,若把粒子换成质子,要想得到粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：A．质子的速度与粒子的相同；B．质子的能量与粒子的相同；C．质子的速度是粒子的一半；D．质子的能量是粒子的一半2．简答题（1）简述卢瑟福原子核式模型的要点。（2）简述粒子散射实验.粒子大角散射的结果说明了什么？（3）什么是微分散射截面？简述其物理意义。第二章原子的量子态一、选择题(1)若氢原子被激发到主量子数为n的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：A．n-1B.n(n-1)/2C.n(n+1)/2D.n(2)氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：A.R/4和R/9B.R和R/4C.4/R和9/RD.1/R和4/R(3)氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为：A．3Rhc/4B.RhcC.3Rhc/4eD.Rhc/e(4)氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：A．13.6V和10.2V;B–13.6V和-10.2V;C.13.6V和3.4V;D.–13.6V和-3.4V(5)由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a的数值是：A.5.291010mB.0.529×10-10mC.5.29×10-12mD.529×10-12m(6)根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则：A.可能出现10条谱线，分别属四个线系B.可能出现9条谱线，分别属3个线系C.可能出现11条谱线，分别属5个线系D.可能出现1条谱线，属赖曼系(7)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.3.4(8)氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动,按照玻尔理论在观测时间内最多能看到几条线？A.1B.6C.4D.3(9)氢原子光谱由莱曼、巴耳末、帕邢、布喇开系…组成.为获得红外波段原子发射光谱,则轰击基态氢原子的最小动能为:A.0.66eVB.12.09eVC.10.2eVD.12.75eV(10)用能量为12.7eV的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线（不考虑自旋）；A．3B.10C.1D.4(11)有速度为1.875m/s106的自由电子被一质子俘获,放出一个光子而形成基态氢原子,则光子的频率（Hz）为:A．3.31015；B.2.41015；C.5.71015；D.2.11016.(12)按照玻尔理论基态氢原子中电子绕核运动的线速度约为光速的：A.1/10倍B.1/100倍C.1/137倍D.1/237倍(13)玻尔磁子B为多少焦耳／特斯拉？A．0.9271910B.0.9272110C.0.9272310D.0.9272510（14）已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子的结构的“正电子素”那么该“正电子素”由第一激发态跃迁时发射光谱线的波长应为：A．3R/8B.3R/4C.8/3RD.4/3R(15)象子（带有一个单位负电荷）通过物质时，有些在核附近的轨道上将被俘获而形成原子，那么原子基态轨道半径与相应的电子轨道半径之比为（子的质量为m=206me）A.1/206B.1/(206)2C.206D.2062(16)电子偶素是由电子和正电子组成的原子，基态电离能量为：A.-3.4eVB.+3.4eVC.+6.8eVD.-6.8eV(17)根据玻尔理论可知，氦离子He+的第一轨道半径是：A．20aB.40aC.0a/2D.0a/4(18)一次电离的氦离子He+处于第一激发态（n=2）时电子的轨道半径为：A.0.5310-10mB.1.0610-10mC.2.1210-10mD.0.2610-10m(19)假设氦原子（Z=2）的一个电子已被电离，如果还想把另一个电子电离，若以eV为单位至少需提供的能量为：A．54.4B.-54.4C.13.6D.3.4(20）在He+离子中基态电子的结合能是：A.27.2eVB.54.4eVC.19.77eVD.24.17eV(21)夫—赫实验的结果表明：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(22）夫—赫实验使用的充气三极管是在：A.相对阴极来说板极上加正向电压,栅极上加负电压；B.板极相对栅极是负电压,栅极相对阴极是正电压；C.板极相对栅极是正电压,栅极相对阴极是负电压；D.相对阴极来说板极加负电压,栅极加正电压(23）处于基态的氢原子被能量为12.09eV的光子激发后,其轨道半径增为原来的A．4倍B.3倍C.9倍D.16倍(24）氢原子处于基态吸收1=1026Å的光子后电子的轨道磁矩为原来的（）倍：A．3；B.2；C.不变；D.9第三章量子力学导论一、知识要点1．德布罗意假设：(1)内容：hE,nkkhp2,(2)实验验证：戴维孙—革末试验电子=nmeVEEmchckk)(226.1222．不确定关系：2xpx,2Et；及其应用；3．波函数及其统计解释、标准条件、归一化条件4．薛定谔方程、定态薛定谔方程、定态波函数、定态二、基本练习(选择题)（1）为了证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了：A.电子的波动性和粒子性B.电子的波动性C.电子的粒子性D.所有粒子具有二项性(2)德布罗意假设可归结为下列关系式：A.E=h，p=h;B.E=，P=;C.E=h，p=;D.E=，p=(3)为使电子的德布罗意假设波长为100埃,应加多大的加速电压：A．11.51106V；B.24.4V；C.24.4105V；D.15.1V(4）基于德布罗意假设得出的公式nmeVEk)(226.1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(5）如果一个原子处于某能态的时间为10-7S,原子这个能态能量的最小不确定数量级为（以焦耳为单位）：A．10-34；B.10-27；C.10-24；D.10-30(6）将一质子束缚在10-13cm的线度内,则估计其动能的量级为：A.eV;B.MeV;C.GeV,D.10-20J（7）下列各物体哪个是绝对黑体(B)(A)不辐射任何光线的物体(B)不能反射任何光线的物体(C)不能反射可见光的物体(D)不辐射可见光的物体（8）金属的光电效应的红限依赖于:(C)(A)入射光的频率(B)入射光的强度(C)金属的逸出功(D)入射光的频率和金属的逸出功（9）关于不确定(测不准)关系有以下几种理解:(1)粒子的动量不可能确定(2)粒子的坐标不可能确定(3)粒子的动量和坐标不可能同时确定(4)不确定关系不仅适用于电子和光子,也适用于其它粒子.其中正确的是:()(A)(1),(2)(B)(2),(4)(C)(3),(4)(D)(4),(1)（10）完全描述微观粒子运动状态的是:(C)(A)薛定谔方程(B)测不准关系(C)波函数(D)能量(11)完全描述微观粒子运动状态变化规律的是:()(A)波函数(B)测不准关系(C)薛定谔方程(D)能级（12）卢瑟福粒子实验证实了[];斯特恩-盖拉赫实验证实了[];康普顿效应证实了[];戴维逊-革末实验证实了[].(依次为E、F、A、D)(A)光的量子性.(B)玻尔的能级量子化假设.(C)X射线的存在.(D)电子的波动性(E)原子的有核模型.(F)原子的自旋磁矩取向量子化.（13）关于光电效应有下列说法:(1)任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应;(2)若入射光的频率均大于一给定金属红限,则该金属分别受到不同频率,强度相等的光照射时,释出的光电子的最大初动能也不同;(3)若入射光的频率均大于一给定金属红限,则该金属分别受到不同频率,强度相等的光照射时,单位时间释出的光电子数一定相等;(4)若入射光的频率均大于一给定金属的红限,则当入射光频率不变而强度增大一倍时,该金属的饱和光电流也增大一倍.其中正确的是:()(A)(1),(2),(3)(B)(2),(3),(4)(C)(2),(3)(D)(2),(4)（14）已知氢原子从基态激发到某一定态所需能量为10.19eV,若氢原子从能量为-0.85eV的状态跃迁到上述定态时,所发射的光子的能量为:()(A)2.56eV(B)3.41eV(C)4.25eV(D)9.95eV（15）若光子与电子的波长相等,则它们:()(A)动量及总能量均相等(B)动量及总能量均不相等(C)动量相等,总能量不相等(D)动量不相等,总能量相等1.下列各物体哪个是绝对黑体(B)(A)不辐射任何光线的物体(B)不能反射任何光线的物体(C)不能反射可见光的物体(D)不辐射可见光的物体2.金属的光电效应的红限依赖于:(C)(A)入射光的频率(B)入射光的强度(C)金属的逸出功(D)入射光的频率和金属的逸出功3.关于不确定(测不准)关系有以下几种理解:(1)粒子的动量不可能确定(2)粒子的坐标不可能确定(3)粒子的动量和坐标不可能同时确定(4)不确定关系不仅适用于电子和光子,也适用于其它粒子.其中正确的是:()(A)(1),(2)(B)(2),(4)(C)(3),(4)(D)(4),(1)4.完全描述微观粒子运动状态的是:()(A)薛定谔方程(B)测不准关系(C)波函数(D)能量5.完全描述微观粒子运动状态变化规律的是:()(A)波函数(B)测不准关系(C)薛定谔方程(D)能级6,卢瑟福粒子实验证实了[];斯特恩-盖拉赫实验证实了[];康普顿效应证实了[];戴维逊-革末实验证实了[].(A)光的量子性.(B)玻尔的能级量子化假设.(C)X射线的存在.(D)电子的波动性(E)原子的有核模型.(F)原子的自旋磁矩取向量子化.7.关于光电效应有下列说法: