B卷

2008—2009学年 第二学期 《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 2009年6月16日10: 00-12: 00 题 号 一 二 三 得 分 阅卷人 总分 复核人 第 1 页 共 8 页

常 数 表

普朗克常数 h = 4.136?10-15eV?s 基本电荷 e = 1.602 ? 10-19C 玻尔磁子 ?B = 5.788?10-5eV?T-1 原子质量单位 u = 931MeV/c2

e2?1.44eV?nm

里德堡常数R? = 1.097?107m-1=(91.16nm)-1 阿伏伽德罗常数NA= 6.022?1023mol-1 电子质量 me = 0.511Mev/c2 氢原子基态能量 E1=-13.6eV

?c?197eV?nm ; hc?1240eV?nm

一、 选择题：（30分）

1、（本题3分）有一电子与一质子相距很远，现电子以2.0eV的动能向质子靠拢。如果电子被质子俘获，并形成基态氢原子，则辐射光子的波长为 （A）795A （B）2438A （C）4657A （D）6831A

2、（本题3分）德布罗意波长为1A的质子动能为 （A）3.672 eV （B）0.481 eV （C）0.082 eV （D）0.005 eV

3、（本题3分）氢原子2p态的寿命为1.6×10-9秒，则该能级的宽度为 （A）2.057×10-7eV （B）4.114×10-11eV （C）2.057×10-11eV （D）4.114×10-7eV

4、（本题3分）氦、氖、氩原子的基态均为 （A）3S1

（B）2S1/2 （C）1S0 （D）1P1

5、（本题3分）一种元素具有和锂原子相似的原子能级图，则该原子的原子序数为

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ooooo（A）5 （B）8 （C）11 （D）16

6、（本题3分）若氢原子的n=3、j=3/2时，则可能的原子态为 （A）3S3/2、1D3/2 （B）2P3/2、2D3/2 （C）3P1/2、3D3/2 （D）2P5/2、2D3/2

7、（本题3分）如果一个电子处于4d态，则其轨道角动量为 （A）2? （B）3? （C）6? （D）23?

8、（本题3分）下列哪个由符号所代表的状态实际上并不存在 （A）1S0 （B）1P1 （C）3D4 （D）3F4

9、（本题3分）若氢原子的玻尔第一轨道半径为a0，则Li++的玻尔第一轨道半径为 （A）a0/3 （B） a0/3 （C） a0 （D）3a0

10、（本题3分）下列原子气体的谱线在弱场中产生正常塞曼效应 （A）H （B）Li （C）B （D）Be

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二、 填空题：（30分）

1、（本题3分）在原子物理和量子力学的发展史中有三类最重要、最著名的实验。其

中 、 、 实验证明了光具有粒子性； 、 证明了原子中的量子态（玻尔的氢原子理论）； 证明了物质具有波性。

?须2、（本题3分）描述微观粒子运动的波函数的表达式为 ；

满足的条件是 ；??*表示 。

3、（本题3分）原子内电子的量子态由n,l,ml,ms表征。当n,l,ml一定时，不同的量子态数目为 ；当n,l一定时，量子态数目为 ；当n一定时，量子态数目为 。

4、（本题3分）证明电子自旋存在的三个重要实验分别是 、 、 。

5、（本题3分）波长为λ的光子与静止的自由质子发生弹性散射。问在90°的散射方向上光子的波长增加了（以符号表示） 。

6、（本题3分）多电子原子中， 原理决定壳层中电子的数目； 原理决定壳层的次序。

7、（本题3分）光子与物质相互作用主要包括 、 、 三种形式。

8、（本题3分）对处于1P1的状态的铍原子，其电子的轨道磁矩为 、自旋磁矩 为、原子的总磁矩为 。（以?B为单位）。

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9、（本题3分）史特恩—盖拉赫实验中，处于基态银原子（基态为2S1/2，质量为107.87u），d=10cm，D=25cm，v=400m/s，在屏幕上分裂的间距为2.0mm，则B的梯度值应为 。

10、（本题3分）碱金属原子光谱的主要谱线系有 、 、 、 。

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三、 计算题：（40分）

1、 （本题10分）基态氢原子吸收能量为12.75ev的光子，问氢原子可以被激发到哪些能级？

画出原子吸收光子后向低能级的跃迁图。（不考虑光谱精细结构）

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