原子物理学09-10-2-B卷试题.doc

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1、B卷2009—2010学年第2学期《原子物理学》期末试卷专业班级姓名学号开课系室应用物理系考试日期2010年6月26日10:00-12:00题号一二三总分得分1234阅卷人说明：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)1.十九世纪末的三大发现、、，揭开了近代物理学的序幕。2.原子质量单位u定义为。3.教材中谈到卢瑟福的行星模型(原子的有核模型)有三个困难，最重要的是它无法解释原子的问题。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，即分离轨道和假设，同时，玻尔提出第二假设,即假设，给出

2、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，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的，从而验证了玻尔理论。氢原子的电离能为eV，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eV。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、、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，动能(不考虑相对论效应)之比为。7.根据量子力学理论，氢原子中的电子，

3、当其主量子数n=3时，其轨道磁距的可能取值为。8.考虑精细结构，锂原子(Li)第二辅线系(锐线系)的谱线为双线结构，跃迁过程用原子态符号表示为，。(原子态符号要写完整)9.原子处于3D1状态时，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。10.泡利不相容原理可表述为：。它只对子适用，而对子不适用。根据不相容原理，原子中量子数相同的最大电子数目是；相同的最大电子(同科电子)数目是；n相同的最大电子数是。11.X射线管发射的谱线由连续谱和特征谱两部分构成，其中，连续谱产生的机制是，特征谱产生的机制是。二、选择题(共10小题，每

4、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.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？()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：()A.轨道角动量空间取向量子化；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。1.碱金属原子能级的双重结构

5、是由于下面的原因产生：()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：()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：()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：()A.2s2s1S0；B.2s2p3P0；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：()A.1D，3D；B.1P，1D，3P，3D；C.1S，3P，1D；D.1D，3D

6、，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.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射线的短波限为：()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

7、.022´1023mol-1玻耳兹曼常数k=8.617´10-5eV×K-11eV折合温度为11600K电子质量me=0.511Mev/c2原子质量单位u=931MeV/c2玻尔磁子mB=5.788´10-5eV×T-1玻尔半径a0=0.0529nm复合常数：在下面计算题目中，三.计算题(共50分)1.(本题共24分)1)(8分)试从角动量量子化条件出发，推导氢原子中电子轨道运动半径r、能量E的量子表达式，给出相应电子运动速度。(最终含玻尔半径a0，基态能E1，光速c)2)(4分)写出类氢离子的能量、电子轨道半径、相应电子运动速度表达式。3)(4分)结合描述氢光