原子物理学2008A卷答案.docVIP

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 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，欲使氢原子激发，电子的动能至少为 10.2 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、 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） 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)： 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。 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 。 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； 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。 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。 下列粒子中不服从泡利不相容原理的是： ( B ) A