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1、原子物理學(xué)試題（A卷）適用于2000級(jí)本科物理教育專業(yè)（20022003學(xué)年度第一學(xué)期）一、選擇題（每小題3分，共30分）1在同一粒子源和散射靶的條件下觀察到粒子被散射在90和60角方向上單位立體角內(nèi)的粒子數(shù)之比為：A4:1 B.:2 C.1:4 D.1:82欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出線，則至少需提供多少能量（eV）?A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.43已知鋰原子光譜主線系最長(zhǎng)波長(zhǎng)為6707埃，輔線系線系限波長(zhǎng)為3519埃，則Li原子的電離電勢(shì)為：A5.38V B.1.85V C.3.53V D.9.14V4試判斷原子態(tài)：1s1s3S1,1s2p3P2,1s2p1D1, 2

2、s2p3P2中下列哪組是完全存在的？A. 1s1s3S1 1s2p3P2 2s2p3P2 B .1s2p3P2 1s2p1D1C. 1s2p3P2 2s2p3P2 D.1s1s3S1 2s2p3P2 1s2p1D15原子在6G3/2狀態(tài),其有效磁矩為：A； B. 0； C. ； D. 6氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判斷氖原子基態(tài)為：.； .； .； . .7原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：.原子外層電子被激發(fā)；.原子外層電子被電離；.原子內(nèi)層電子被移走；.原子中電子自旋軌道作用很強(qiáng)。8設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是p電子和d電子,在耦合下可能的原子態(tài)有：A.4個(gè) ； B.9個(gè)

3、； C.12個(gè) ； D.15個(gè)。9發(fā)生b+衰變的條件是A.M(A,Z)M(A,Z1)me; B.M(A,Z)M(A,Z1)2me;C. M(A,Z)M(A,Z1); D. M(A,Z)M(A,Z1)2me10既參與強(qiáng)相互作用，又參與電磁相互作用和弱相互作用的粒子只有：A.強(qiáng)子; B.重子和規(guī)范粒子; C.介子和輕子; D.介子和規(guī)范粒子二、填空題（每題4分，共20分）1原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子的_。2夫赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明_。3如果原子處于2P1/2態(tài),它的朗德因子g值為_。4Kr樣品的原子核數(shù)N0在18年中衰變到原來數(shù)目的1/3, 再過18年后幸存的原子核數(shù)為_。5碳原子基

4、態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)分別是_。三、（10分）用簡(jiǎn)要的語言敘述玻爾理論，并根據(jù)你的敘述導(dǎo)出氫原子基態(tài)能量表達(dá)式。四、（15分）已知：,求鈉原子的電離電勢(shì).若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可產(chǎn)生幾條譜線？是哪兩個(gè)能級(jí)間的躍遷？各對(duì)應(yīng)哪個(gè)線系的譜線？若考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則如何？五、（10分）解釋Cd的6438埃的紅光(1D21P1) 在外磁場(chǎng)中的正常塞曼效應(yīng)，并畫出相應(yīng)的能級(jí)圖。六、（8分）氦原子有兩個(gè)價(jià)電子,基態(tài)電子組態(tài)為1s1s若其中一個(gè)電子被激發(fā)到2p態(tài),由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)有多少種可能的光譜躍遷？畫出能級(jí)躍遷圖.七、（7分）用粒子轟擊147N原子核，生成178O原子核。試

5、計(jì)算核反應(yīng)能和閾能。已知：11H ：1.007825u, 42He：4.002603u, 147N：14.003074u，178O：16.999133。原子物理學(xué)試題（A卷）標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題（每小題3分，共30分）CBACBCCCDA二、填空題（每題4分，共20分）1大角散射2原子能量量子化32/34N0/951s22s22p2 3P0 三、（10分）玻爾假設(shè)：定態(tài)假設(shè)、頻率條件、軌道角動(dòng)量量子化假設(shè) 5分氫原子基態(tài)的能量 5分四、（15分）已知：,鈉原子的電離電勢(shì) 5分若不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)躍遷選擇定則可發(fā)出3條譜線，其中主線系一條：；銳線系一條：；漫線系一

6、條：，能級(jí)躍遷圖如下。 5分考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)，則鈉原子自態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)可發(fā)出7條譜線。 5分依據(jù)躍遷選擇定則，能級(jí)躍遷圖如下。 32D5/232D3/23P3S3D4S3D4S3P3S不考慮精細(xì)結(jié)構(gòu) 考慮精細(xì)結(jié)構(gòu)五、（10分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位 ，則得 （5分）和 能級(jí)躍遷圖為 （ 5分）1D21P1 3P23P11S01SO3S13P0六、（8分）氦原子有兩個(gè)價(jià)電子,基態(tài)電子組態(tài)為1s1s若其中一個(gè)電子被激發(fā)到2p態(tài),由此形成的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí)有3種可能的光譜躍遷。 3分 依據(jù)躍遷選擇定則能級(jí)躍遷圖如下。 5分七、（7分）用粒子轟擊14

7、7N原子核，生成178O原子核。147N +42He p + 178O已知：11H ：1.007825u, 42He：4.002603u, 147N：14.003074u，178O：16.999133。核反應(yīng)能 4分核反應(yīng)閾能 3分原子物理學(xué)試題（B卷）適用于2000級(jí)本科物理教育專業(yè)（20022003學(xué)年度第一學(xué)期）一、選擇題（每小題3分，共30分）1原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出是根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中A.絕大多數(shù)粒子散射角接近180 B.粒子只偏23C.以小角散射為主也存在大角散射 D.以大角散射為主也存在小角散射2欲使處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出線，則至少需提供多少能量（eV）?A.13.6 B.12.

8、09 C.10.2 D.3.43基于德布羅意假設(shè)得出的公式 的適用條件是：A.自由電子，非相對(duì)論近似 B.一切實(shí)物粒子，非相對(duì)論近似C.被電場(chǎng)束縛的電子，相對(duì)論結(jié)果 D.帶電的任何粒子，非相對(duì)論近似4氫原子光譜形成的精細(xì)結(jié)構(gòu)（不考慮藍(lán)姆移動(dòng)）是由于：A.自旋軌道耦合 B.相對(duì)論修正和原子實(shí)極化、軌道貫穿C.自旋軌道耦合和相對(duì)論修正 D. 原子實(shí)極化、軌道貫穿、自旋軌道耦合和相對(duì)論修正5設(shè)原子的兩個(gè)價(jià)電子是p電子和d電子,在耦合下可能的原子態(tài)有：A.4個(gè) B.9個(gè) C.12個(gè) D.15個(gè)6某原子處于4D1/2態(tài),若將其放于弱磁場(chǎng)中,則能級(jí)分裂為：A.2個(gè)； B.9個(gè)； C.不分裂； D.4個(gè)7氬

9、（18）原子基態(tài)的電子組態(tài)及原子態(tài)是：.1s22s22p63s23p6 1S0 .1s22s22p6p63d8 3P0.1s22s22p63p8 1S0 . 1s22s22p63p43d2 2D1/28原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：.原子外層電子被激發(fā) .原子外層電子被電離.原子內(nèi)層電子被移走 .原子中電子自旋軌道作用很強(qiáng)9原子核平均結(jié)合能以中等核最大, 其值大約為A.8.57.5MeV B.7.57.7MeV C.7.78.7MeV D.8.58.7MeV10發(fā)生b+衰變的條件是A.M(A,Z)M(A,Z1)me B.M(A,Z)M(A,Z1)2meC. M(A,Z)M(A,Z1) D.

10、M(A,Z)M(A,Z1)2me二、簡(jiǎn)述題（每小題2分，共20分）1什么是電子？2波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋？3堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是什么？4何謂衰變常數(shù)、半衰期、平均壽命？5基本粒子按其相互作用可分為幾類？三、（15分）不計(jì)電子自旋當(dāng)電子在垂直于均勻磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),試用玻爾理論求電子動(dòng)態(tài)軌道半徑和能級(jí)。四、（10分）寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。如果價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)，問向基態(tài)躍遷時(shí)可能會(huì)發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級(jí)躍遷圖，并說明之。五、（15分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均

11、勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。）六、（10分）用中子打擊產(chǎn)生，并放出一個(gè)新粒子，寫出核反應(yīng)方程式；在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時(shí)中子必須有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能值（：1.008665u，：18.998405 u）。原子物理學(xué)試題（B卷）標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題（每小題3分，共30分）DBACCCACDD二、簡(jiǎn)述題（每小題4分，共20分）1從電子的屬性方面回答。（4分）2波函數(shù)模的平方表示時(shí)刻在區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（4分）3堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價(jià)電子貫穿原子實(shí)

12、。（2分）。造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是價(jià)電子的自旋與軌道的相互作用。（3分）4，。（4分）5光子、輕子、強(qiáng)子（重子、介子）。（4分）二、（15分）設(shè)電子在均勻磁場(chǎng)中作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為、速度為，則有 （1） （2）聯(lián)立求得 （6分）能量 （4分）三、（10分）（1）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s；原子基態(tài)為2S1/2。（2分）（2）價(jià)電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)可發(fā)出4條譜線。（3分）（3）依據(jù)躍遷選擇定則 （2分）能級(jí)躍遷圖為 （3分）四、（15分）單重態(tài)之間的塞曼分裂為正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位 ，則得 （5分）和 （5分）能級(jí)躍遷圖為 （ 5

13、分）1D21P1 五、（10分） （5分） （5分）原子物理學(xué)試題（C卷）適用于2000級(jí)本科物理教育專業(yè)（20022003學(xué)年度第一學(xué)期）一、選擇題（每小題3分，共30分）1如果用相同動(dòng)能的質(zhì)子和氘核同金箔產(chǎn)生散射,那么用質(zhì)子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限是用氘核子作為入射粒子測(cè)得的金原子半徑上限的幾倍？A.2 B.1/2 C.1 D .42夫赫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：A.電子自旋的存在 B.原子能量量子化 C.原子具有磁性 D.原子角動(dòng)量量子化3基于德布羅意假設(shè)得出的公式 的適用條件是：A.自由電子，非相對(duì)論近似 B.一切實(shí)物粒子，非相對(duì)論近似C.被電場(chǎng)束縛的電子，相對(duì)論結(jié)果 D.帶電的任何粒子

14、，非相對(duì)論近似4產(chǎn)生兩條鈉黃線的躍遷是：A.32P1/232S1/2 , 32P1/232S1/2 B.3 2S1/232P1/2 , 32S1/232P3/2C.3 2D3/232P1/2, 32D3/232P3/2 D.3 2D3/232P1/2 , 32D3/232P3/25泡利不相容原理說:A.自旋為整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中B.自旋為整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中C.自旋為半整數(shù)的粒子能處于同一量子態(tài)中D.自旋為半整數(shù)的粒子不能處于同一量子態(tài)中6在正常塞曼效應(yīng)中，沿磁場(chǎng)方向觀察時(shí)將看到幾條譜線：A.0 B.1 C.2 D.37氖原子的電子組態(tài)為1s22s22p6,根據(jù)殼層結(jié)構(gòu)可以判

15、斷氖原子基態(tài)為：. . . .8原子發(fā)射倫琴射線標(biāo)識(shí)譜的條件是：.原子外層電子被激發(fā) .原子外層電子被電離.原子內(nèi)層電子被移走 .原子中電子自旋軌道作用很強(qiáng)9已知鈉原子核23Na基態(tài)的核自旋為I=3/2,因此鈉原子基態(tài)32S1/2能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)為A.2個(gè) B.4個(gè) C.3個(gè) D.5個(gè)10發(fā)生b衰變的條件是A.M(A,Z)M(A,Z1)me B.M(A,Z)M(A,Z1)meC.M(A,Z)M(A,Z1) D.M(A,Z)M(A,Z1)2me二、簡(jiǎn)述題（每小題4分，共20分）1簡(jiǎn)述玻爾對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理論的貢獻(xiàn)和玻爾理論的地位與不足.2波恩對(duì)波函數(shù)作出什么樣的解釋？3堿金屬原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有

16、關(guān)的原因是什么？造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是什么？4保里不相容原理內(nèi)容是什么？5基本粒子按其相互作用可分為幾類？二、（10分）當(dāng)處于基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生幾條譜線？求出相應(yīng)譜線的頻率（用玻爾理論，不考慮電子自旋）三、（10分）釔原子基態(tài)為2D，用這種原子進(jìn)行史特恩蓋拉赫實(shí)驗(yàn)時(shí)，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場(chǎng)方向上的投影（結(jié)果用玻爾磁子表示）四、（15分）鎘原子在1D21P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長(zhǎng)為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場(chǎng)中時(shí)發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計(jì)算譜線塞曼分裂中各分量的波長(zhǎng)和它們之間的波長(zhǎng)差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。五、（

17、10分）已知的核子的平均結(jié)合能為7.572 MeV，及的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV，求裂變?yōu)閮蓚€(gè)Sn核時(shí)放出多少能量？平均一個(gè)核子釋放多少能量？原子物理學(xué)試題（C卷）標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題（每小題3分，共30分）CBAADCCCAC二、簡(jiǎn)述題（每小題4分，共20分）1玻爾理論成功之處：定態(tài)的概念，能量量子化，輻射頻率法則，氫原子光譜五個(gè)線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（2分）局限性：沒有脫離經(jīng)典物理的框架，量子化條件的引入沒有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明，不能解釋氫原子光譜的強(qiáng)度、寬度等，無法全面地描述原子現(xiàn)象。（2分）2波函數(shù)模的平方表示時(shí)刻在區(qū)間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（4分）堿金屬

18、原子能級(jí)與軌道角量子數(shù)有關(guān)的原因是原子實(shí)的極化、價(jià)電子貫穿原子實(shí)。（2分）。造成堿金屬原子精細(xì)能級(jí)的原因是價(jià)電子的自旋與軌道的相互作用。（2分）4在費(fèi)密子體系中不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的費(fèi)密子處于同一個(gè)量子態(tài)。（4分）5光子、輕子、強(qiáng)子（重子、介子）。（4分）二、（10分）基態(tài)的氫原子被12.3eV光子激發(fā)后，躍遷到的能級(jí)。（4分）被激發(fā)的氫原子可能產(chǎn)生3條譜線，相應(yīng)譜線的頻率分別是 。（6分）三、（15分）（1）基態(tài)2D的釔原子束在外磁場(chǎng)中分裂為束，由此得 ，由2D得，求得。 （5分） （2）。 （5分）（3）。 （5分）1D21P1 四、（15分）正常塞曼效應(yīng)，相鄰譜線之間的波數(shù)差為一個(gè)洛侖茲單位，則得（5分）和（5分）能級(jí)躍遷圖為 （5分）五、（10分）一個(gè)共釋放241.6MeV能量。 （5分）平均一個(gè)核子釋放1.036MeV能量。 （5分）