原子物理学 复习的试题及的答案.docVIP

2009—2010学年第2学期 《原子物理学》试卷 专业班级 姓 名 学 号 开课系室 应用物理系 考试日期 20年月日 题 号 一 二 三 四 五 总分 得 分 阅卷人 1. 请认真读题，沉着冷静答卷在试卷左侧的反面写草稿，保持卷面整洁。 2应分析、说明和数据带入等过程，简单抄公式或一步给出结果，不计分。3. 严肃考试纪律，作弊者按零分处理。 常数重要公式 普朗克常数 h = 4136(10-15eV(s 里德堡常数R( = 1.097(107m-1=(91.16nm)-1 基本电荷 e = 1602 ( 10-19C 阿伏伽德罗常数NA= 6.022(1023 mol-1 1eV折合温度 11600K 玻尔磁子(B = 5.788(10-5 eV(T-1 电子质量 me = 0511MeV/c2 原子质量单位u = 931MeV/c2 玻尔半径a0 = 0.0529nm 氢原子基态能量E1=-13.6eV 精细结构常数 质子和电子的质量比 库仑散射公式：， （的分母可以省略不写） 散射截面：质心质量：氢光谱的公式： Bohr跃迁条件： Bohr的角动量量子化条件： 物质波波长： Bragg衍射公式： Stern-Gerlach实验最后原子沉积位置： 朗德因子： Compton散射公式： ， Einstein相对论关系式： 特征X射线系的Moseley公式：， 一、（共20分）电子、光子相对论概念（本题分）若电子的动能光子的能量电子的静止能量，求电子的运动速度的德布罗意波长λ光的波长λγ 2、（本题分）在康普顿散射中，若入射光子的能量等于电子的静止能量，试求散射θ=120°方向探测散射光子的能量（MeV），以及对应的反冲电子的动量（以电子的静止质量m0和光速c表示）。 本题得分 二、（本题1分）概念 当一束能量为MeV的垂直入射到厚度为的ρ=8.93g/cm3）的薄膜上时，探测器沿°探测方向每秒纪录到个。试求? 本题得分 三、（共8分）X射线及其应用。 利用Cu(Z＝29)的特征X射线晶体实验，发现当°时产生一级衍射极大求该级衍射对应的晶面族的面间距为多少? 本题得分 四、（共20分）玻尔理论的能级与跃迁概念。 （本题分） 2、（本题分）12eV的电子射入氢原子气体，气体将发出哪些波长的辐射？ 3、 (本题分) 已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子结构的“正电子素”试计算“正电子素”光谱的波长为多少？ 五、（共26分）磁场中原子能级的分裂。 1、(本题分)，磁场的纵向范围，磁场中心到屏的距离，使用的原子束是处于的硫原子，原子的动能，问： （1）硫原子的轨道角动量、自旋角动量、总角动量为多少？ （2）硫原子沿纵向经过该磁场后分裂为几束？ （3）分裂后，相邻束斑的间距（cm）？ 2、（本题1分）钠原子从向基态跃迁。如果钠原子放在外界弱磁场B，基态能级也将分裂试求和基态能级分裂的子能级之间的间隔（用表示即可）磁场中谱线频率的关系，(注：洛伦兹常数L=/h不必计算)。 本题得分 六、（共14分）角动量耦合（本题分）氦原子的两个电子分别s和3p状态，按照耦合该电子组态可以组成那些原子态？（注意写出过程） 本题 第 1 页 共 6 页 Ａ卷