本文格式為Word版，下載可任意編輯——原子物理學(xué)試題匯編1

臨沂師范學(xué)院物理系

原子物理學(xué)期末考試試題（A卷）

一、論述題25分，每題5分）1．夫朗克—赫茲試驗的原理和結(jié)論。

1．原理：加速電子與處于基態(tài)的汞原子發(fā)生碰撞非彈性碰撞，使汞原子吸收電子轉(zhuǎn)移的4.9eV的能量躍遷到第一激發(fā)態(tài)。處第一激發(fā)態(tài)的汞原子返回基態(tài)時，發(fā)射2500埃的紫外光。（3分）

結(jié)論：證明汞原子能量是量子化的，即證明玻爾理論是正確的。（2分）

2．泡利不相容原理。

2．在費密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費密子處于同一個量子態(tài)。（5分）

3．X射線標(biāo)識譜是如何產(chǎn)生的？

3．內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識譜。（5分）4．什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。

4．原子核自發(fā)地的發(fā)射???射線的現(xiàn)象稱放射性衰變，（4分）例子（略）（1分）

5．為什么原子核的裂變和聚變能放出巨大能量？

5．由于中等質(zhì)量數(shù)的原子核的核子的平均結(jié)合能約為8.6MeV大于輕核或重核的核子的平均結(jié)合能，故輕核聚變及重核裂變時能放出巨

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大能量。（5分）

二、（20分）寫出鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)和原子態(tài)。假使價電子被激發(fā)到4s態(tài)，問向基態(tài)躍遷時可能會發(fā)出幾條光譜線？試畫出能級躍遷圖，并說明之。

二、（20分）（1）鈉原子基態(tài)的電子組態(tài)1s22s22p63s；原子基態(tài)為2S1/2。（5分）

（2）價電子被激發(fā)到4s態(tài)向基態(tài)躍遷時可發(fā)出4條譜線。（6分）（3）依據(jù)躍遷選擇定則?l＝?1,?j?0,?1（3分）

能級躍遷圖為（6分）

42S1/232P3/232P1/232S1/2

三、（15分）對于電子組態(tài)3p4d，在LS耦合時，（1）寫出所有可能的光譜項符號；（2）若置于磁場中，這一電子組態(tài)一共分裂出多少個能級？（3）這些能級之間有多少可能的偶極輻射躍遷？三、（15分）（1）可能的原子態(tài)為

1

P1，1D2，1F3；3P2，1，0，3D3，2，1，3F4，3，2。（7

分）

（2）一共條60條能級。（5分）

（3）同一電子組態(tài)形成的原子態(tài)之間沒有電偶極輻射躍遷。（3分）

2

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四、（20分）鎘原子在1D2→1P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。

四、（20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

1???的波數(shù)差為一個洛侖茲單位?????2?46.6B（5分）

????則得???0.39A（5分）

和?－＝6437.6A，?0＝6437A，?＋＝6438.39A（5分）

能級躍遷圖為（5分）

五、（1）（10分）用中子打擊F產(chǎn)生9O，并放出一個新粒子，寫出核反應(yīng)方程式；在試驗室坐標(biāo)系中，這種核反應(yīng)發(fā)生時中子必需有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能Q值（n：1.008665u，F(xiàn)：

10199199

10000D21P1?－?0?＋18.998405u）。

117（2）（10分）已知235U的核子的平均結(jié)合能為7.572MeV，Sn及118Sn的核子的平均結(jié)合能為8.6MeV，求235U裂變?yōu)閮蓚€Sn核時放出多少

3

4

能量？平均一個核子釋放多少能量？

1191五、（1）（10分）0n?199F?8O＋1H（5分）

Q??EminM0??3.89MeV（5分）

M0?M1（2）（10分）一個235U共釋放241.6MeV能量。（5分）平均一個核子釋放1.036MeV能量。（5分）

臨沂師范學(xué)院物理系

原子物理學(xué)期末考試試題（B卷）

一、論述題25分，每題5分）1．玻爾理論的成功之處和局限性。

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，氫原子光譜五個線系的形成，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。（3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)及其物理意義。

2．微觀粒子狀態(tài)用波函數(shù)Ψ?r,t?描寫，一般狀況下波函數(shù)是復(fù)數(shù)。（2分）

波函數(shù)模的平方Ψ?r,t?表示t時刻在x~x?dx,y~y?dy,z~z?dz區(qū)

2??間單位體元內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率。（3分）

3．泡利不相容原理。

3．在費密子體系中不允許有兩個或兩個以上的費密子處于同一

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個量子態(tài)。（5分）

4．X射線標(biāo)識譜是如何產(chǎn)生的？

4．內(nèi)殼層電子填充空位產(chǎn)生標(biāo)識譜。（5分）5．什么是原子核的放射性衰變？舉例說明之。

5．原子核自發(fā)地的發(fā)射?、?、?射線的現(xiàn)象稱放射性衰變，（4分）

例子（略）（1分）

二、（20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、（15分）釔原子基態(tài)為2D，用這種原子進(jìn)行史特恩—蓋拉赫試驗時，原子束分裂為4束，求原子基態(tài)總磁矩及其在外磁場方向上的投影（結(jié)果用玻爾磁子表示）

四、（20分）鎘原子在1D2→1P1的躍遷中產(chǎn)生的譜線波長為6438埃。當(dāng)鎘原子置于強(qiáng)度為2T的均勻磁場中時發(fā)生塞曼效應(yīng)，試計算譜線塞曼分裂中各分量的波長和它們之間的波長差，并畫出相應(yīng)的光譜躍遷圖。

1191五、（1）（10分）為進(jìn)行0n?199F?8O＋1H的核反應(yīng)，在驗室坐標(biāo)系中，

這種核反應(yīng)發(fā)生時中子必需有的最小的能量是4.1MeV，試求反應(yīng)能

Q值（n：1.0086