原子物理学 杨福家 第四版 课后答案.doc

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1、原子物理习题库及解答第一章1-1由能量、动量守恒(这样得出的是电子所能得到的最大动量，严格求解应用矢量式子)Δpθ得碰撞后电子的速度p故由1-2（1）（2）1-3Au核：Li核：1-4（1）（2）1-51-6时，时，1-7由，得由，得1-8（1）设碰撞前m1的速度为v1，动量为p1。碰撞后m1的动量为，m2的动量为由动量、能量守恒可得：其中，将它代入上两式可得：它们之间的矢量关系可用下图表示，其中圆心C为质心，表示质心系里m1碰撞后的速度。当时，A点在圆上时，A点在圆上时，A点在圆外由图可知，（2）因（请参阅朗道的力学）1-9对Au核：对Ag核：由可求得（其中；）1-1

2、0（1）（2）（3）第二章2-1（1）（Å）（2）（Å）2-2利用公式（1）H原子：（Å），（Å），He+离子：（Å），（Å），Li++离子：（Å），（Å），（2）H原子：He+离子：Li++离子：（3）H原子：（Å）He+离子：（Å）Li++离子：（Å）2-32-4由能量、动量守恒可得质子的阈能：2-5（1）现故（米3）（2）室温下氢原子2-6只观察到赖曼系的头四条谱线1216Å，1026Å，973Å，950Å2-7故2-8利用2-9利用折合质量（1）（2）V电离=13.6/2=6.8(V)（3）（Å）2-10（1）（Å）（2）（3）（Å）2-11，将代入2-12（1

3、）（2）反冲能2-13利用选择定则，共有6条。2-14（1）上两式相加得，（2）第三章3-13-23-33-4=124(T/m)(gJ=2,mJ=±1/2)3-53-6，且，故分裂成四条。3-7又是Li++.3-8又3-9（略）3-10能级图：3S1分裂成三条，g=23p0不分裂故不是正常塞曼效应。3-11参照书图15.7由此可计算得3-12（1）（2）而3-13（1）（2）（3）3S态的能级分裂：3P态的能级分裂：能级图见p115图书馆5.11。3-14（Å）谱线分裂为三条：（Å）（Å）（Å）第四章4-14-24-34-44-5价电子数为偶数的氦，Be,Mg,Ca，可

4、能出现正常塞曼效应。S可能为0。4-6，先算L-S耦合j-j耦合共18种态，且出现相同J的次数也和L-S耦合相同。4-7（1）np4形成的电子态与np2相同如考虑泡里原理只有，其中能量最低。（2）np5形成的电子态同np1相同，故只有，其中态能量最低。（3）同上题的LS耦合，由于非同科电子，故有，其中能量最低。4-8（2S，3P）所形成的原子态为LS=0S=1根据跃迁的选择定则,共可产生10条光谱线:(若该电子被激发到2P态，则只发一条光谱)4-9故J=0，必定有的基态。4-10210-1-24321023210-11210-1-2010-1-2-3-10-1-2-3-

5、4-2S=0时，ML=43210–1–2–3–4L=4=210–1–2L=2=0L=0S=1时,对角线上值不能取ML=3210–1–2–3L=3=10–1L=1有其中最低。4-11基态氦原子是，故不分裂，只有1束。而硼原子的基态是，分裂为2束。4-12的电子组态为故基态为：的电子组态为：（倒转次序）故基态为：的电子组态为：，倒转次序，故基态为第五章5-15-2利用解得5-3（应是电离一个L电子所做的功）5-4的末态，而的末态谱线强度同末态数成正比，故比强2倍。5-5（1）（2）的波长（Å）激发L系所需的最小能量为5-6利用（Å）5-7利用散射光子能量最小。电子的动能5-

6、8，联立可得5-9，可得解得：5-10故无论多大，不能产生正负电子偶。5-11采用质心系，反应后动量都为0，故只要考虑能量守恒。（反应后电子在质心系动量为0。）故有，不可能产生光电效应。5-12能量守恒动量守恒故不能在真空中发生光子电子对过程。5-13（1）先考虑：再同耦合：满壳层缺2个，倒转次序，故基态为（2）故（3），5-14（克/厘米2）第六章6-1当时，（Å）时，（Å）时，（Å）6-2（1）（2）6-3（1）（2）（Å）6-4（Å）6-5由得其中6-6（1）（2）故6-76-86-9（1）（2）（3）6-10（1）（2）（3）6-11设势阱边界为[0，a]，则而

7、按经典理论，，粒子在空间出现的几率相同为故与时的量子结论一致。6-12由及二阶导数小于0得（第一玻尔半径）由及二阶导数小于0得6-136-14（略）6-15立方程：Ⅱ：Ⅲ：方程解为：Ⅰ：Ⅱ：Ⅲ：利用波函数标准条件：得B=0---------（1）---------（2）得：或由图解法，可判断存在束缚态的条件为：即6-16由透射几率估计，由于分子都是宏观量第七章7-1根据原子的质量求7-2故（年）7-31克碳中碳14的含量为（克）故（个）/克故而由（年）7-4由天，/天7-5故7-6故7-7变化时放出的能量为K电子的结合能故中微子的能量为7