原子物理试题集及答案.doc

1、第一章填空1、 （ ）实验否定了汤姆逊原子结构模形。答：（ 粒子散射） 。2、原子核式结构模型是（ ） 。3、夫兰克赫兹实验证明了（ ）答原子能级的存在。4、德布罗意波的实验验证是（ ）答电子衍射实验。选择题1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个）（A） 粒子散射实验。 （B）光电效应， （C）康谱顿效应， （D）夫兰克赫兹实验。答（A）2、 粒子散射实验实验得到的结果：（A）绝大多数 粒子的偏转角大于 90。 ，（B）只有 1/800的 粒子平均在 23度的偏转角。（C）只有 1/800的 粒子偏转角大于 90。 ，其中有接近 180。 的。（D）全部 粒子偏转角大于 90。 答（C）第二

2、章填空1、光谱的类型（ ）光谱、 （ ）光谱 ， （ ）光谱。答：线状、带状，连续。2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）答；（红、深绿、青、紫）3、氢原子光谱的前 4个谱线系是（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ） 。答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开）4、玻尔理论的三个假设是（1） 、 （ （2） （ ）（3） （ ）5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况）6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n）7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在 n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案 3

3、个） （可作填空或选择）8、氢原子的玻尔半径 a0=0.529A,在 n=2能级的椭圆轨道半长轴为（ ）A，半短轴分别为（ ）A、 （ ）A 。解：根据半长轴 可得： A2nZ2.16因 1,n由 得 b1=1.053A, b2=2.116Aa9在气体放电管中，用能量为 12.1eV的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子能量中能是（A）12.1eV , (B)10.2 Ev .（C）12.1 eV 、 10.2 eV 、19 eV ， （D）12.1 eV 、 10.2 eV 、3.4 eV .答案(C)10在气体放电管中，用能量为 12.1eV的电子去轰击处于基态的氢原子，此

4、时氢原子所能发射的普线有( )条答案(3)问答5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？答（1）光谱的实验资料和经验规律， （2）以实验基础的原子核式结构模型， （3）从黑体辐射的事实发展出来的量子论。6、在玻尔氢原子中，势能为负值，其绝对值比动能大，它说明什么含义？答说明电子被原子核所束缚得很紧，电子具有的动能不能挣脱原子核束缚而离开变为自由电子。7、对处于第一激发态（n=2）的氢原子，如果用可见光照射能否例之电离？为什么？答不能。因为根据玻尔能级跃迁公式， 得)12(1HR709658.4而可见光中最短波长是 所不能使之电离。8、轻原子被激发到某一能级后，跃迁回到基态一共放出三条谱线，

5、（1）试确定被激发到的能级的主量子数， （2）用能级跃迁图把这三条谱线表示出来， （3）并说明是属于什么线系？答：（1）n=3.巴尔末系赖曼系9、用量子化通则证明玻尔对氢原子的电子轨道角动量是量子化的。证明：因为对氢原子电子轨道角动量是守恒的，由量子化通则得： 2LdLnh得证。2*10、用量子化通则证明普朗克能量量子化。证明；因为谐振子的坐标为： ，动量：tAqcostmAqpsin由量子化通则得： TtdmpdnhT20221in而谐振子能量是 1E得证。nhTE第三章1、波函数的标准条件是：（ ） 、 （ ） 、 （ ） 。答（单值的、有限的、连续的） 。2、一个光子的波长为 300 ，

6、测量此波长的精确度为 10-6倍，此光子的位置的不确定量是A（ ）mm。答 23.9mm(解: 由 得hp 4)1(22hxxhpmx9.2343、若一个电子处于原子中某能态的时间为 10-8s，则该能态的能量最小不确定量是（ ） 。答案 eV810.解: 4hEteVth8103.44、一维简谐振子在 n=2 能级的量子化能量是（ ）答： =n)21(25)(5、已知德布罗意波函数为 ，在 t 时刻，单位体积内发现一个粒子的几率是（ ）答： 或 *26、若质量为 m 的中子的德布罗意波长为 ， （不考虑相对论效应）则它的动能为（ ） 。答案 2h7 为使电子的德布罗意波长为 ，需要的加速电压

7、为（ ） 。答案 2meU7、波函数为什么要归一化？答：因为粒子必定要在空间中某一点出现，所以粒子在某时刻在空间的各点出现的几率总和等于 1，所以波函数要归一化。选择2 玻恩对实物粒子的德布罗意波波涵数 的统计解释：答案（B）),(zyx（A） 表示 t 时刻， （x，y，z）处单位体积内发现粒子的几率。),(zyx（B） 表示 t 时刻， （x，y，z）处单位体积内发现粒子的几率。2,（C） 表示 t 时刻在体积 中发现一个粒子的几率表达为dzyx)( d（D）以上都不对。3、从玻恩对实物粒子的德布罗意波的统计观点看粒子（电子）衍射结果是：答案（D）（A）亮纹处是粒子 | |2小到达几率小的

8、地方，暗纹处是粒子 | |2大到达几率大的地方。（B）亮纹处是粒子 | |2小到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | |2大到达几率大的地方。（C）亮纹暗纹处都是粒子 | |2大到达几率一样的地方。（D）亮纹处是粒子 | |2大到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | |2小到达几率小的地方。4、若 粒子（电荷为 2e）在磁感应强度为 B 均匀磁场中沿半径为 R 的圆形轨道运动，则粒子的德布罗意波长是：（A） ， （B ） ， （C） ， （D） 。eRh2eheRh21eBh1答案（A）过程 。vme2ep2计算： 8、求氢原子中电子在第二能级（n=2）的轨道角动量大小？（结果用 表示）解：n=2 时

9、， 1,0l所以由轨道角动量 得：)(lL21l9、电子和光子的波长都是 2 ，它们的动量和总能量下面哪一个是对的 答 CA（A）电子、光子的动量和总能量都不相等。（B）电子、光子的动量和总能量都相等。（C）电子、光子的动量相等，总能量不相等。（D）电子、光子的动量不相等，总能量相等。第四、五指章1、碱金属光谱一般易观察的四个线系是（ ） 、 （ ） 、 （ ） 、 （ ）答：（主线系、第一辅助线系、第二辅助线系、柏格曼线系）2、碱金属原子能级与氢原子能级的差别（引起主量子数亏损）的原因是（ ） 、（ ） 。答：（原子实的极化， 、轨道贯穿）3、碱金属原子的能级中 S能级是（ ） ，其余能级是

10、（ ） 。答（单层的、双层的） 3、第二族元素的光谱结构（ ） ，它们的能级分两套分别是（ ）和（ ）的结构。答（相仿，单层，三层）4、泡利原理（ ） 。答：在一原子中,不能有两个电子处于同一状态。5、标志电子态的量子数是（ ）五个量子数。slmn,选择1*标志电子态的量子数各表示的意义下面哪一个是正确的 答 D（A）n 为轨道量子数。（B） 为主量子数。l（C）S 为轨道取向量子数。（D） 分别为轨道和自旋空间取向量子数。slm,1、氦原子能级跃迁特点下面那一个不正确： 答 B（A）氦的基态和第一激发态之间能量相差很大有 19.77eV（B）三重态（三层能级）与单一态（单层能级）之间可以相互

11、跃迁。（C）第一激发态 3S1不可能自发跃迁到基态 1S0 。（D）两套能级之间没有相互跃迁，而各自内部跃迁产生各自谱线。2、判断下列各态中那一个原子态是存在的 答 A（A） 1S ， （B） 1P2 ， （C） 2D2 ， （D） 5F0 。3、判断下列各态中那一个原子态是存在的 答 A（A） 3F2 ， （B） 5F0 ， （C） 3D1/2 ， （D） 6P1/2 。4、感金属元素的原子光谱的共同特点下面那一个是错的 答 D（A）原子光谱具有相仿结构，只是波长不同。（B）一般都能易观察到四个线系。（C）碱金属原子光谱线的波数也可表达为二光谱项之差（D）碱金属原子光谱项可表达为： *nRT

12、5、碱金属原子能级发生精细分裂的原因是下面那一个是对的 答 A（A）电子自旋与轨道运动的相互作用。（B）原子实极化。（C）原子轨道贯穿。（D）电子的椭圆轨道运动。6、计算：某金属的原子态是 3 2D3/2表示下面那一个是对的： 答 C（A） 的原子态。多重数是 2,/,3jln（B） 的原子态。多重数是 21（C） 的原子态。多重数是 22/3,jl（D） 的原子态。多重数是 19n7、LS 耦合下的洪特定则下面表达那一个是错的 答 D从同一电子组态形成的各能级中：（A） 那重数最高的，即 S值最大的能级位置最低。（B） 具有相同 S值的能级中，具有最大 L值的位置最你。（C） 对于同科电子，

13、不同 J值的各能级顺序是：电子数小于闭壳层电子占有数的一半时，最小 J值的能级为最低。（D） 对于同科电子，不同 J值的各能级顺序是：电子数大于闭壳层电子占有数的一半时，最小 J值的能级为最低。8、下列原子态中那些态之间可能发生跃迁的，请画出能级跃迁图 25232321,DP解图： 213252P9、下列原子态中那些态之间可能发生跃迁的，请画出能级跃迁图 23252527,DF2352527D第六章填空1、原子总磁矩是由（ ） 、 （ ） 、 （ ）合成的。答（电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子核磁矩）2、具有二个或二个以上电子的原子总磁矩大小计算式是（ ）答（ ）JgPme3、外磁场对原子的作

14、用使原子能级分裂成（ ）层。答（2J+1）4、塞曼效应是（ ） 。答5、拉莫尔旋进是（ ）答在外磁场 B 中，原子磁矩 受磁场力矩的作用，绕 B 连续进动的现象。J选择1、原子态 2P3/2 的 g 因子是： 答 A（A）4/3 ， （B）17/15 （C）28/15， （D）0 。2、原子态 4D1/2 的 g 因子是： 答 D（A）-5 ， （B）3 ， （C）8， （D）03、外磁场对原子 4F3/2 能级分裂成几层 答 C（A）-5 ， （B）3 ， （C）4， （D）04、外磁场对原子 3P2能级分裂成几层 答 A（A）5 ， （B）3 ， （C） 4， （D）05 下面那一个是史特

15、恩盖拉赫实验证明证确的 答案 A（A） 角动量空间取向量子化，电子自旋假设是正确的，而且自旋量子数 S=1/2（B） 角动量空间取向量子化，但不能证明电子自旋假设正确的。（C） 不能证明角动量空间取向量子化，但电子自旋假设是正确的，而且自旋量子数S=1/2（D） 以上都不对。计算1、计算在 L-S 耦合下， 4F3/2 原子态在磁场中分裂成多少层能级，原子受磁场作用时引起的附加能量?解：由题可知 L=3，J=3/2，2S+1=4，所以 S=3/2M=J，J-1，,-J= 分裂成 4 层.23,1,52)1()()(1JSLJg, , ,BMEB53B31*、计算在 L-S 耦合下，3 2P3/

16、2 原子态在磁场中分裂成多少层能级，原子受磁场作用时引起的附加能量?解：由题可知 L=1，J=3/2，2S+1=2，所以 S=1/2分裂成 4 层能级3,1,4M34)1(2)()( JSLJg, , ,BEB34B第七章问答1、能量最低原理答：原子在正常状态时，每个电子在不违背泡利不相容原理的前提下，总是尽先占有能量最低的状态。1、有一种原子在基态时电子壳层是这样填充的：n=1、n=2 壳层和 3S 次壳层都填满，3p次壳层填了一半，这原子的原子序数是： 答 C（A）12， （B）18， （C）15， （D）13 。解各层填满为 )12(2ln其中 3p 次壳层填了一半故 152)(22、有

17、一种原子在基态时电子壳层是这样填充的：n=1、n=2、n=3 壳层和 4S、4p、4d 次壳层都填满，这原子的原子序数是： 答 A（A）46， （B）44， （C）40， （D）38 。解各层填满为 46)12(2ln3、原子的 3d 次壳层按泡利原理一共可以填多少个电子，下面那一个是对的： 答B（A）8 ， （B）10 ， （C） 5， （D）12解：3d 次壳层即 n 相同（不含主壳层 n=3 的电子） ， 按泡利原理一共可以填l 2l个电子10)2(l4、原子中能够有下列量子数：，相同的最大电子数（是多少？）下面那一个是正确的。nlmln)3(;,)(;,)( 答 D（A） 、 （1）是

18、 2 个， （2）是 ， （3）是 n)1(l（B） 、 （1）是 2 个， （2）是 ， （3）是 n2（C） 、 （1）是 4 个， （2）是 ， （3）是 2n2)(l（D） 、 （1）是 2 个， （2）是 ， （3）是 2n21第十章填空1、 衰变的三种形式是（ ） ， （ ） ， （ ） 。答（放出负电子） ， （放出正电子） ， （原子核俘获核外电子） 。2、核力的主要性质是( )、( )、 （ ） 、 （ ） 。答：（短程强力、具有饱和性的交换力、核力与电荷无关、非有心力的存在） 。3、原子核的结合能是（ ） ，大小为（ ） 。答是核子结合成原子核过程中亏损的质量，以能量的形式

19、放出。 。2mc4、不稳定的原子核自发地蜕变，变为另一种状态或另一原子核，同时放出一些射线的现象称为（ ） 。答原子核的放射性衰变。5、 的衰变条件是（ ） 。,答是衰变能大于零，即衰变前原子核质量大于衰变后原子核质量。名词解释6、半衰期是指（ ）答，原子核的数目减到原数目的一半，所经过的一段时间 T。7、原子反应堆是（ ） 。答：把铀和其它材料按一定的设计装置起来，使其发生裂变的链式反应，从而取得能量的装置。8、原子核的液滴模型解释那些实验现象？存在什么问题？答解释了原子核的结合能，也解释了核反应的复核上的过程重核裂变过程。存在的问题是它没能说明原子核内部的结构。选择1、在原子核的放射性衰变

20、中，放出的射线粒子下面一种是对的 答 A（A） 射线是氦核， 射线是电子， 射线是光子。（B） 射线是电子， 射线是 粒子， 射线是光子。（C） 射线是光子， 射线是电子， 射线是 粒子。（D） 射线是 粒子， 射线是光子， 射线是电子。2、自然界中原子核结合能大小情况下面那一种是错的。 答 B （A）在中等质量数（40 120）之间的那些原子核中核子的平均结合能较大，并在8.6MeV 左右。（B）质量数在 30 以上原子核中，核子的平均结合能显出随 A 值有周期性变化，最大值落在 A 等于 8 的倍数上。（C）质量数在 30 以上原子核中，核子的平均结合能变化不大（即几乎是 ） 。AE（D）

21、质量数在 30 以下原子核中，核子的平均结合能显出随 A 值有周期性变化，最大值落在 A 等于 4 的倍数上。3、原子核的 辐射跃迁遵守三个守恒定律下面那一个是对的： 答 C（A）总能量守恒，总动量守恒，宇称守恒。（B）总动能守恒，总动量守恒，宇称守恒。（C）总能量守恒，总角动量守恒，宇称守恒。（D）总能量守恒，总动量守恒，机械能守恒。 4、物质有四种相互作用（下面那一个是对的） 答 C（A）万有引力作出，弱相互作用、电磁相互作用、弹力作用（B）万有引力作出，弱相互作用、磁相互作用、摩擦力作用 。（C）万有引力作出，弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用 。（D）强相互作用，弱相互作用、电磁相互

22、作用、弹力作用 。5、关于粒子相互作用的对象下面哪一个是正确的 答 C（A）强相互作用对象是轻子。（B）弱相互作用对象是所有粒子。（C）电磁相互作用对象是光了、带有电及有磁矩的粒子。（D）万有引力相互作用对象是强子第八章，1、下面是关于 X射线的一些性质哪个是错的 答案是 D（A）X 射线能使照相底片感光； （B）X 射线有很大的贯穿本领； （C）X 射线能使某些物质的原子、分子电离； （D）X 射线是可见的电磁波，它能使某些物质发出可见的荧光。2、X 射线的标识（特征）谱是（ ）答：当电子的能量(加速电压) 超过某一临界值时,在连续谱的背景上迭加一些线状谱。3下面是关于 X射线标识谱的特点哪个是错的 答案是 D（A）对一定的阳极靶材料，产生标识谱的外加电压有一个临界值（B）标识谱线的位置与外加电压无关，而只与靶材元素有关，因而这些线状谱可作为元素的标识（C）靶材元素的标识谱的线系结构是相似的（D）改变靶物质时，随 Z的增大，同一线系的线状谱波长向长波方向移动，并有周期性变化；4、标识谱的产生机制是（ ） 。答案（当高速电子使重元素原子的内层电子电离，形成空位，在外壳层上的电子跃迁到这空位时，就形成了 X射线的标识谱） 。