原子物理学2008A卷答案

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1、A卷2007—2008学年第二学期《原子物理学》期末试卷评分标准及标准答案专业班级姓名学号开课系室应用物理系考试日期2008年6月14日7：30-9：30题号一二三总分得分阅卷人复核人第1页共8页说明：请认真读题，保持卷面整洁，可以在反面写草稿，物理常数表在第4页。一.填空题(共30空，每空1分，共30分)（部分正确的，酌情得分0.5分）1.十九世纪末的三大发现X射线、放射性、电子，揭开了近代物理学的序幕。2.原子质量单位u定义为原子质量的1/12或1g/NA。3.教材中谈到卢瑟福的行星模型(原子的有核模型)有三个

2、困难，最重要的是它无法解释原子的稳定性问题。丹麦科学家玻尔正是为了解决这个问题，在其原子理论引入第一假设，即分离轨道和定态假设，同时，玻尔提出第二假设,即跃迁假设，给出频率条件，成功解释了困扰人们近30年的氢光谱规律之谜，第三步，玻尔提出并运用对应原理，得到角动量量子化、里德堡常数等一系列重要结果。4.夫兰克-赫兹(Franck-Hertz)实验是用电子来碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，证实了原子内部能量是(分立的)量子化的，从而验证了玻尔理论。氢原子的电离能为13.6eV，电子与室温下氢原子相碰撞，欲使

3、氢原子激发，电子的动能至少为10.2eV。5.在原子物理和量子力学中，有几类特别重要的实验，其中证明了光具有粒子性的有黑体辐射、光电效应、康普顿效应等实验。6.具有相同德布罗意波长的质子和电子，其动量之比为1：1，动能(不考虑相对论效应)之比为1：1836。7.根据量子力学理论，氢原子中的电子，当其主量子数n=3时，其轨道磁距的可能取值为。（加负号的也算正确）第8页共8页8.考虑精细结构，形成锂原子(Li)第二辅线系(锐线系)谱线为双线结构，跃迁过程用原子态符号表示应为，。(原子态符号要写完整)9.原子处于3D1状

4、态时，原子的总自旋角动量为,总轨道角动量为，总角动量为；其总磁距在Z方向上的投影的可能取值为－μB/2、μB/2，0。10.泡利不相容原理可表述为：在同一原子中不能有两个或两个以上的电子处于同一状态(或：在同一原子中不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的（或）四个量子数)，它只对费米子适用，而对玻色子不适用。根据不相容原理，原子中量子数相同的最大电子数目是2；相同的最大电子(同科电子)数目是4l+2；n相同的最大电子数是2n2。11.X射线管发射的谱线由连续谱和特征谱两部分构成，连续谱产生的机制是轫致辐射（刹车辐

5、射），特征谱产生的机制电子内壳层的跃迁。二、选择题(共10小题，每题2分，共20分)：1.卢瑟福由粒子散射实验得出原子核式结构模型时，理论基础是：(A)A.经典理论；B.普朗克能量子假设；C.爱因斯坦的光量子假设；D.狭义相对论。2.假设钠原子(Z=11)的10个电子已经被电离，则至少要多大的能量才能剥去它的最后一个电子？(D)A.13.6eV；B.136eV；C.13.6keV；D.1.64keV。3.原始的斯特恩-盖拉赫实验是想证明轨道角动量空间取向量子化,后来结果证明的是：(C)A.轨道角动量空间取向量子化；

6、B.自旋角动量空间取向量子化；C.轨道和自旋角动量空间取向量子化；D.角动量空间取向量子化不成立。第8页共8页1.碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生：(D)A.相对论效应；B.原子实极化；C.价电子的轨道贯穿；D.价电子的自旋与轨道角动量相互作用。2.下列粒子中不服从泡利不相容原理的是：(B)A.质子；B.光子；C.中子；D.电子。3.下列原子态中，可能存在的原子态是哪个：(B)A.；B.；C.；D.。4.镁原子(Z=12)处于基态时，价电子的电子组态及基态原子态应是：(C)A.2s2s1S0；B.2s2

7、p3P0；C.3s3s1S0；D.3s3p3P0。5.在LS耦合下，两个等价p电子(同科p电子)能形成的原子态是：(C)A.1D，3D；B.1P，1D，3P，3D；C.1S，3P，1D；D.1D，3D，1P，3P，1S，3S。6.基态原子态为5F1和3D2的中性原子束,按斯特恩-盖拉赫方法,通过极不均匀磁场后各分裂成多少束?(A)A.不分裂和5束；B.不分裂和3束；C.3束和5束；D.11束和7束。7.用电压V加速的高速电子与金属靶碰撞而产生X射线，若电子的电量为-e，光速为c，普朗克常量为h，则所产生的X射线的短

8、波限为：(A)A.hc/eV；B.eV/2hc；C.hc2/eV；D.2hc/eV。常数表普朗克常数h=4.136´10-15eV×s里德堡常数R¥=1.097´107m-1=(91.16nm)-1基本电荷e=1.602´10-19C阿伏伽德罗常数NA=6.022´1023mol-1玻耳兹曼常数k=8.617´10-5eV×K-11eV折合温度为11600K