原子物理复习试卷2

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1、原子物理期末考试试卷一．选择题(共12题,共有36分)题号123456789101112答案DCBADCBAADDD1.氢原子分别处于32D3/2,32P3/2和32P1/2状态,这些状态对应的能级是否相同(不考虑兰姆位移)?[D]A.都不同;B.32P3/2和32P1/2相同;C.都相同;D.32D3/2和32P3/2相同。2.图表示从基态起汞原子可能的某些能级（以eV为单位），总能量为9eV的自由电子与处于基态的汞原子碰撞，碰撞之后电子所具有的能量（以eV为单位）可能值是什么？（允许忽略汞原子动量的变化）。[C]A.0.2,1.4,4.1；B.2.3,3.5,4.1；C.0.2,

2、2.3,4.1；D.1.4,0.2,3.5。3.由壳层结构理论和洪德定则可知，氯原子（Z=17）基态时的原子态应是：[B]A.2P1/2；B.2P3/2；C.4P1/2；D.4P3/2。4.电子填充外层原子轨道时，先填4s轨道后填3d轨道，是由于：[A]A.内层电子对4s电子的屏蔽作用不如对3d电子的屏蔽作用强；B.3d电子的自旋-自旋作用比4s电子的强；C.两电子间的自旋轨道作用使4s能级低于3d能级;D.3d电子与核的库仑作用比4s电子的更强。5.LS耦合中关于J的选择定则为，其中的原因是由于：[D]A.宇称守恒；B.轨道角动量守恒；C.泡利原理限制；D.总角动量守恒。6.在LS

3、耦合下，两个等价p电子能形成的原子态是：[C]A.1D，3D；B.1P，1D，3P，3D；C.1D，3P，1S；D.1D，3D，1P，3P，1S，3S。7.处于L=3,S=2原子态的原子,其总角动量量子数J的可能取值为:[B]A.3,2,1;B.5,4,3,2,1;C.6,5,4,3;D.5/2,4/2,3/2,2/2,1/2。8.已知氢原子中的电子在n=1的轨道上运动形成的电流约为1毫安。则单电子在n=3的轨道上绕Li核(Z=3)旋转时，电子所形成的电流约等于：[A]A.0.3毫安;B.1毫安;C.3毫安;D.9毫安。9.朗德因子g的应用范围是:[A]A.弱外磁场中的正、反常塞曼效

4、应；B.弱外磁场中的正常塞曼效应;C.对弱、强外磁场均成立,但取值不同;D.弱外磁场中的正常塞曼效应和帕邢-巴克效应。310.碱金属原子的光谱项为：[D]A.T=R/n2;B.T=Z2R/n2;C.T=R/n*;D.T=Z*2R/n2。11.卢瑟福由粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是：[D]A.普朗克能量子假设;B.爱因斯坦的光量子假设;C.狭义相对论;D.经典理论。12.若原子处于1D2和2S1/2状态,它们的朗德因子g的值分别为：[D]A.1和2/3;B.2和2/3;C.1和4/3;D.1和2。二．填空题(共6题,共有32分)1.如果考虑自旋,但不考虑轨道-自

5、旋耦合,碱金属原子状态应该用量子数——n,l,s,ml,ms——————————表示，轨道角动量确定后,能级的简并度为2(2l+1)。2.氦原子的能级有两套，一套是单重的，一套是三重的，从而产生的光谱应有套。历史上曾认为有两种氦，对应于前者的称仲氦，对应于后者的称正氦。3.某原子的两个价电子处于2s2p组态，按LS耦合可构成的原子态个数为4个，总角动量量子数J的值分别为2，1，0；1；按jj耦合可形成的原子态个数为4个，J的值分别为2，1；1，0.。4.三次电离铍(Z=4)的第一玻尔轨道半径为a0/4=0.132A，在该轨道上电子的线速度为4C/137。5.一原子质量单位定义为12C

6、原子质量的1/12。6.电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为10.2eV。三．计算题(共4题,共有32分)1.在斯特恩－盖拉赫实验中，极不均匀的横向磁场梯度为，磁极的纵向长度d=10cm,磁极中心到屏的长度D=30cm(如图所示),使用的原子束是处于基态3P2的氧原子，原子的动能Ek=20meV,试求屏上线束边缘成分之间的距离。2.动能为的粒子被金核以散射时，它的瞄准距离（碰撞参数）为多大？若金箔厚，则入射粒子束以大于散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒子的百分之几？（已知：金原子的原子序数为原子量为；密度为3.正电子与电子相遇可形成一类氢结构的电子偶素。已知

7、正电子与电子的质量相等，电量相等但符号相反。假设玻尔的氢原子理论对电子偶素适用，试计算其基态的能量与第一玻尔轨道半径（略去体系的整体运动）。4.钾原子的价电子从第一激发态向基态跃迁时，产生两条精细结构谱线，其波长分别为和。现将该原子置于磁场B中（设为弱场），使与此两精细结构谱线有关的能级进一步分裂。试计算各能级分裂大小，并绘出分裂后的能级图。31.解:：氧原子的基态3P2,0;设原子束在磁场时的方向为x轴正向原子束在磁场出口的偏离为：与x轴的夹角为a：屏上