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1、原子物理期末考試試卷一．選擇題(共12題,共有36分)題號123456789101112答案DCBADCBAADDD1.氫原子分別處于32D3/2,32P3/2和32P1/2狀態(tài),這些狀態(tài)對應的能級是否相同(不考慮蘭姆位移)?[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.圖表示從基態(tài)起汞原子可能的某些能級（以eV為單位），總能量為9eV的自由電子與處于基態(tài)的汞原子碰撞，碰撞之后電子所具有的能量（以eV為單位）可能值是什么？（允許忽略汞原子動量的變化）。

2、[C]A.0.2,1.4,4.1；B.2.3,3.5,4.1；C.0.2,2.3,4.1；D.1.4,0.2,3.5。3.由殼層結構理論和洪德定則可知，氯原子（Z=17）基態(tài)時的原子態(tài)應是：[B]A.2P1/2；B.2P3/2；C.4P1/2；D.4P3/2。4.電子填充外層原子軌道時，先填4s軌道后填3d軌道，是由于：[A]A.內層電子對4s電子的屏蔽作用不如對3d電子的屏蔽作用強；B.3d電子的自旋-自旋作用比4s電子的強；C.兩電子間的自旋軌道作用使4s能級低于3d能級;D.3d電子與核的庫侖作用比4s電

3、子的更強。5.LS耦合中關于J的選擇定則為，其中的原因是由于：[D]A.宇稱守恒；B.軌道角動量守恒；C.泡利原理限制；D.總角動量守恒。6.在LS耦合下，兩個等價p電子能形成的原子態(tài)是：[C]A.1D，3D；B.1P，1D，3P，3D；C.1D，3P，1S；D.1D，3D，1P，3P，1S，3S。7.處于L=3,S=2原子態(tài)的原子,其總角動量量子數(shù)J的可能取值為:[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.已知氫原子中的電子在n=1的軌道上

4、運動形成的電流約為1毫安。則單電子在n=3的軌道上繞Li核(Z=3)旋轉時，電子所形成的電流約等于：[A]A.0.3毫安;B.1毫安;C.3毫安;D.9毫安。9.朗德因子g的應用范圍是:[A]A.弱外磁場中的正、反常塞曼效應；B.弱外磁場中的正常塞曼效應;C.對弱、強外磁場均成立,但取值不同;D.弱外磁場中的正常塞曼效應和帕邢-巴克效應。310.堿金屬原子的光譜項為：[D]A.T=R/n2;B.T=Z2R/n2;C.T=R/n*;D.T=Z*2R/n2。11.盧瑟福由粒子散射實驗得出原子核式結構模型時，所依據(jù)的

5、理論基礎是：[D]A.普朗克能量子假設;B.愛因斯坦的光量子假設;C.狹義相對論;D.經(jīng)典理論。12.若原子處于1D2和2S1/2狀態(tài),它們的朗德因子g的值分別為：[D]A.1和2/3;B.2和2/3;C.1和4/3;D.1和2。二．填空題(共6題,共有32分)1.如果考慮自旋,但不考慮軌道-自旋耦合,堿金屬原子狀態(tài)應該用量子數(shù)——n,l,s,ml,ms——————————表示，軌道角動量確定后,能級的簡并度為2(2l+1)。2.氦原子的能級有兩套，一套是單重的，一套是三重的，從而產(chǎn)生的光譜應有套。歷史上曾認為

6、有兩種氦，對應于前者的稱仲氦，對應于后者的稱正氦。3.某原子的兩個價電子處于2s2p組態(tài)，按LS耦合可構成的原子態(tài)個數(shù)為4個，總角動量量子數(shù)J的值分別為2，1，0；1；按jj耦合可形成的原子態(tài)個數(shù)為4個，J的值分別為2，1；1，0.。4.三次電離鈹(Z=4)的第一玻爾軌道半徑為a0/4=0.132A，在該軌道上電子的線速度為4C/137。5.一原子質量單位定義為12C原子質量的1/12。6.電子與室溫下氫原子相碰撞，欲使氫原子激發(fā)，電子的動能至少為10.2eV。三．計算題(共4題,共有32分)1.在斯特恩－蓋拉

7、赫實驗中，極不均勻的橫向磁場梯度為，磁極的縱向長度d=10cm,磁極中心到屏的長度D=30cm(如圖所示),使用的原子束是處于基態(tài)3P2的氧原子，原子的動能Ek=20meV,試求屏上線束邊緣成分之間的距離。2.動能為的粒子被金核以散射時，它的瞄準距離（碰撞參數(shù)）為多大？若金箔厚，則入射粒子束以大于散射（稱為背散射）的粒子數(shù)是全部入射粒子的百分之幾？（已知：金原子的原子序數(shù)為原子量為；密度為3.正電子與電子相遇可形成一類氫結構的電子偶素。已知正電子與電子的質量相等，電量相等但符號相反。假設玻爾的氫原子理論對電子偶

8、素適用，試計算其基態(tài)的能量與第一玻爾軌道半徑（略去體系的整體運動）。4.鉀原子的價電子從第一激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，產(chǎn)生兩條精細結構譜線，其波長分別為和?，F(xiàn)將該原子置于磁場B中（設為弱場），使與此兩精細結構譜線有關的能級進一步分裂。試計算各能級分裂大小，并繪出分裂后的能級圖。31.解:：氧原子的基態(tài)3P2,0;設原子束在磁場時的方向為x軸正向原子束在磁場出口的偏離為：與x軸的夾角為a：屏上