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原子物理学试题（A卷）

适用于2000级本科物理教育专业

（2002—2003学年度第一学期）

一、选择题（每小题3分，共30分）

1．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．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:8

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.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4

3．已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波长为3519埃，则Li原子的电离电势为：

A．5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V 4．试判断原子态：1s1s3S1,1s2p3P2,1s2p1D1, 2s2p3P2中下列哪组是完全存在的？

A. 1s1s3S1 1s2p3P2 2s2p3P2 B .1s2p3P2 1s2p1D1

C. 1s2p3P2 2s2p3P2 D.1s1s3S1 2s2p3P2 1s2p1D1 5．原子在6G3/2状态,其有效磁矩为：

A．

15515?B； B. 0； C. ?B； D. ??B 3226．氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为： １３１３

Ａ.Ｐ１； Ｂ.Ｓ１； Ｃ .Ｓ０； Ｄ.Ｐ０ . 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.原子中电子自旋―轨道作用很强。

8．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。 9．发生?+衰变的条件是

A.M(A,Z)＞M(A,Z－1)＋me; B.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋2me; C. M(A,Z)＞M(A,Z－1); D. M(A,Z)＞M(A,Z－1)＋2me

10．既参与强相互作用，又参与电磁相互作用和弱相互作用的粒子只有： A.强子; B.重子和规范粒子; C.介子和轻子; D.介子和规范粒子 二、填空题（每题4分，共20分）

1．原子核式结构模型的提出是根据?粒子散射实验中?粒子的____________________。 2．夫—赫实验的结果表明___________________________________。 3．如果原子处于2P1/2态,它的朗德因子g值为___________。 4．36Kr样品的原子核数N0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为_________。

855．碳原子基态的电子组态和原子态分别是________________________。 三、（10分）用简要的语言叙述玻尔理论，并根据你的叙述导出氢原子基态能量表达式。 四、（15分）①已知：?s?1.35,?p?0.86,?d?0.01,求钠原子的电离电势.

②若不考虑精细结构，则钠原子自3D态向低能级跃迁时，可产生几条谱线？是哪两个能级间的跃迁？各对应哪个线系的谱线？若考虑精细结构，则如何？ 五、（10分）解释Cd的6438埃的红光(1D2?1P1) 在外磁场中的正常塞曼效应，并画出相应的能级图。 六、（8分）氦原子有两个价电子,基态电子组态为1s1s若其中一个电子被激发到2p态,由此形成的激发态向低能级跃迁时有多少种可能的光谱跃迁？画出能级跃迁图.

1

七、（7分）用?粒子轰击147N原子核，生成178O原子核。试计算核反应能和阈能。已知：1H ：1.007825u, 42He：4.002603u, 147N：14.003074u，178O：16.999133。

原子物理学试题（A卷）标准答案和评分标准

一、选择题（每小题3分，共30分） CBACBCCCDA

二、填空题（每题4分，共20分） 1．大角散射

2．原子能量量子化 3．2/3 4．N0/9

5．1s22s22p2 3P0 三、（10分）玻尔假设：定态假设、频率条件、轨道角动量量子化假设 5分

?1氢原子基态的能量E1????4??0??mee4??2?2 5分 ?2四、（15分）①已知：?s?1.35,?p?0.86,?d?0.01,钠原子的电离电势

U?Rhc?5.14V 5分 2?3??s?e②若不考虑精细结构，则钠原子自3D态向低能级跃迁时跃迁选择定则?l＝?1,可发出3

~?3S?3P；锐线系一条：?~?3P?4S；漫线系一条：条谱线，其中主线系一条：?~?3P?3D，能级跃迁图如下。 5分 ?考虑精细结构，则钠原子自3D态向低能级跃迁时可发出7条谱线。 5分

依据跃迁选择定则?l＝?1,?j?0,?1，能级跃迁图如下。

32D5/2 3D 32D3/2 4S

3P 3S

不考虑精细结构 考虑精细结构 五、（10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

42S1/2 32P3/2 32P1/2 32S1/2