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原子物理学试题汇编

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如文档对你有用,请下载支持! 临沂师范学院物理系 原子物理学期末考试试题(A 卷) 一、论述题 25 分,每小题 5 分) 1.夫朗克—赫兹实验的原理和结论。 1.原理:加速电子与处于基态的汞原子发生碰撞非弹性碰撞,使 汞原子吸收电子转移的 4.9eV 的能量跃迁到第一激发态。处第一激发 态的汞原子返回基态时,发射 2500 埃的紫外光。(3 分) 结论:证明汞原子能量是量子化的,即证明玻尔理论是正确的。 (2 分) 2.泡利不相容原理。 2.在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一个 量子态。(5 分) 3.X 射线标识谱是如何产生的? 3.内壳层电子填充空位产生标识谱。(5 分) 4.什么是原子核的放射性衰变?举例说明之。 4.原子核自发地的发射??? 射线的现象称放射性衰变,(4 分) 例子(略)(1 分) 5.为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量? 5.因为中等质量数的原子核的核子的*均结合能约为 8.6MeV 大于 轻核或重核的核子的*均结合能,故轻核聚变及重核裂变时能放出巨 大能量。(5 分) 二、(20 分)写出钠原子基态的电子组态和原子态。如果价电子被激 如文档对你有用,请下载支持! 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。 二、(20 分)(1)钠原子基态的电子组态 1s22s22p63s;原子基态为 2S1/2。 (5 分) (2)价电子被激发到 4s 态向基态跃迁时可发出 4 条谱线。(6 分) (3)依据跃迁选择定则 ?l=?1,?j ? 0,?1 (3 分) 能级跃迁图为 (6 分) 三、(15 分)对于电子组态 3p4d,在 LS 耦合时,(1)写出所有可能 的光谱项符号;(2)若置于磁场中,这一电子组态一共分裂出多少个 能级?(3)这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁? 三、(15 分)(1)可能的原子态为 分) 1P1,1D2,1F3;3P2,1,0,3D3,2,1,3F4,3,2。 (7 (2)一共条 60 条能级。 (5 分) (3)同一电子组态形成的原子态之间没有电偶极辐射跃迁。(3 分) 四、(20 分)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。 四、(20 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位 ??? ? 1 ? ?? ? ? ?? ?2 ? 46.6B (5 分) 如文档对你有用,请下载支持! 则得 ?? ? 0 0.39 A (5 分) 和 ?-=6437.6 0 A,?0=6437 0 A,?+=6438.39 0 A 能级跃迁图为 (5 分) ( 5 分) 1D2 五、(1)(10 分)1P1用中子打击 19 9 F 产生 9 O ,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( 1 0 n :1.008665u, 19 9 F : 18.998405 u)。 (2)(10 分)已知 235 U 的核子的*均结合能为 7.572 MeV,117 Sn 及118Sn 的核子的*均结合能为 8.6MeV,求 235 U 裂变为两个 Sn 核时放出多少 能量?*均一个核子释放多少能量? 五、(1)(10 分) 1 0 n ? 199 F?198 O+11 H (5 分) Q ? ? E m in M0 M0 ? M1 ? ?3.89 MeV (5 分) (2)(10 分)一个 235 U 共释放 241.6MeV 能量。 (5 分) *均一个核子释放 1.036MeV 能量。 (5 分) 临沂师范学院物理系 原子物理学期末考试试题(B 卷) 一、论述题 25 分,每小题 5 分) 1.玻尔理论的成功之处和局限性。 1.玻尔理论成功之处:定态的概念,能量量子化,辐射频率法 则,氢原子光谱五个线系的形成,为量子力学的建立奠定了基础。(3 分) 如文档对你有用,请下载支持! 局限性:没有脱离经典物理的框架,量子化条件的引入没有严密 的数学证明,不能解释氢原子光谱的强度、宽度等,无法全面地描述 原子现象。(2 分) 2.波函数及其物理意义。 2.微观粒子状态用波函数Ψ?r?, t ? 描写,一般情况下波函数是复数。 (2 分) 波函数模的*方 Ψ?r?,t?2 表示 t 时刻在 x ~ x ? dx, y ~ y ? dy, z ~ z ? dz 区 间单位体元内发现粒子的几率。(3 分) 3.泡利不相容原理。 3.在费密子体系中不允许有两个或两个以上的费密子处于同一 个量子态。(5 分) 4.X 射线标识谱是如何产生的? 4.内壳层电子填充空位产生标识谱。(5 分) 5.什么是原子核的放射性衰变?举例说明之。 5.原子核自发地的发射?、?、? 射线的现象称放射性衰变,(4 分) 例子(略)(1 分) 二、(20 分)当处于基态的氢原子被 12.3eV 光子激发后,被激发的 氢原子可能产生几条谱线?求出相应谱线的频率(用玻尔理论,不考 虑电子自旋) 三、(15 分)钇原子基态为 2D,用这种原子进行史特恩—盖拉赫实验 时,原子束分裂为 4 束,求原子基态总磁矩及其在外磁场方向上的投 如文档对你有用,请下载支持! 影(结果用玻尔磁子表示) 四、(20 分)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



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