近代物理学习题

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近代物理

一、填空题

1. 2. 3. 4.

氢原子的电离能是 eV．

锂的四个光谱线系分别为（ ）。

。 ?粒子散射实验中，偏转角的取值范围（ ）

氢原子光谱的帕邢线系的波数可以表达为（ ）

5. 当n?1时，氢原子的电子轨道半径为a1，能量为E1；若n?6时，电子轨道半径为（ ），能量为（ ）。

6. 物理学界建立的包括强相互作用、 和 的“标准模型”理论，成

为粒子物理学的基本理论．日本科学家南部阳一郎，因发现亚原子物理的 ；小林诚和益川敏英则因有关 的发现共同分享 2008 年诺贝尔物理学奖．他们的研究成果成为人类对物质最深处探索的一个新里程碑．

7. 自然界的四种相互作用包括 、 、电磁相互作

用和弱相互作用．基本粒子按其相互作用可分为 、轻子和 ． 8. 里德堡原子是指 ．其主要特点有： ． 9. 卢瑟福提出核式结构模型的主要依据是 ．

10. 电子自旋假设提出的实验基础有 、 、 和 ． 11. 分子的近红外谱是由分子的 产生的．

12. 夫兰克—赫兹实验证明了______ ．

13. 电子显像管在20千伏的加速电压下，产生的X射线的最短波长是 nm． 14. 氢的巴耳末系的最长波长为 nm；氢的电离能是 eV． 15. 电子耦素的里德堡常数是 ．

16. L = 1，S = 1/2，J = 1/2，其光谱项是 ．

C 中每个核子的平均结合能 ．17. 11H和01n的质量分别为.1.0078252u和1.0086654u,则12 618. 某放射性核素的衰变常数为?，则其半衰期为 ，平均寿命为 ．

19. 原子物理学、原子核物理学和粒子物理学这三个学科反映了物质微观结构的不同层次和微

观粒子能量变化的尺度有关．原子物理学的能量变化尺度是 eV，原子核物理学的能量变化尺度是 ，粒子物理学的能量变化尺度是 甚至已接近 TeV． 20. 同科电子是指 ； nl 次壳

层上能容纳的电子数最多为 个．

21. 人类历史上第一次人工实现的核反应是 ．

22. 碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是 ；造成碱金属

原子精细能级的原因是 ；造成氢原子光谱精细结构（不考虑蓝姆移动）的原因是 ．

23. 电子的自旋角动量为 ?；在外场方向(z方向)的投影为 ?；自

旋磁矩为 μB． 24. 电子显像管在20千伏的加速电压下，产生的X射线的最短波长是 ． 25. 11H和01n的质量分别为.1.0078252 u和1.0086654 u，则

126C中每个核子的平均结合能 ．

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26. 某放射性核素的衰变常数为?，则其半衰期为 ，平均寿命为 ． 27. 双原子分子的纯转动谱，其波数间隔为

28. Na 的价电子态为3p，考虑精细结构，其原子态为（ ）。 29. 电子组态为2p2p，LS耦合时可以形成的原子态为（ ）。 30. 电子组态为2p3s，JJ耦合时可以形成的原子态为（ ） 。 31. LS耦合中，不同组态发生跃迁的选择定则为（ ）。

32. 在外磁场中，原子态2P3，朗德因子g?（ ），能级可分裂成（ ）层。

233. 氧原子在基态时的电子组态为（ ），原子基态为（ ）。

34. 氢原子能级形成精细结构（不考虑蓝姆移动）的原因是 ． 35. 氢的电离能是 eV。

36. 根据玻尔理论，若将氢原子从基态激发到 n = 5 的状态，则可能出现的谱线分属

个线系.

37. 量子数n = 4 的主壳层最多能容纳的电子数为 个。

38. 人类历史上第一次人工实现的核反应是 。 39. 一个S电子和一个P电子在L-S耦合下，形成的原子态 。 40. 碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D3/2?2P3/2)在磁场中发 生塞曼分裂，沿磁场方向拍摄到的光谱线条数为 条，垂直于磁场的方向来观察拍摄到的光谱线

条数为 条．

41. 物理学中存在四种基本相互作用，它们按相互作用的相对强度从小到 大的排序是 。 42.

208Pb核的半径是

。

43. 分子的能量由三部分构成，按从大到小的排列顺序是 。 44. 卢瑟福提出核式结构模型的主要依据是 ． 45. 电子自旋假设提出的实验基础有 和 ． 46. 夫兰克—赫兹实验证明了 ． 47. 原子发射伦琴射线标识谱的条件是 ． 48. 处于基态的氢原子被能量为12.09 eV的光子激发后，其轨道半径增为原来的 倍． 49. L = 1，S = 1/2，J = 1/2，其光谱项是 ．

C 中每个核子的平均结合能 ．50. 11H和01n的质量分别为.1.0078252u和1.0086654u,则12 651. 发生 ? + 衰变的条件是 ．

52. 量子数n = 4 的主壳层最多能容纳的电子数为 个． 53. 某放射性核素的半衰期为2年，经8年衰变掉的核数目是尚存的核数目的 倍． 54. 一个s电子和一个p电子在L-S耦合下，形成的原子态有 ．

55. 造成碱金属原子能级和氢原子能级不同的原因是 56. 当K壳层的空位向L,M┅壳层跃迁时所形成的精细结构谱线是从原子状态 向 和 的跃迁，其中每条谱线都是 结构，所有谱线则组成 线系．

57. 氢原子光谱的帕邢线系的波数可以表达为（ ）

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58. 当n?1时，氢原子的电子轨道半径为a1，能量为E1；若n?6时，电子轨道半径为

（ ），能量为（ ）。

59. Na 的价电子态为3p，考虑精细结构，其原子态为（ ）。 60. 电子组态为2p2p，LS耦合时可以形成的原子态为（ ）。 61. 电子组态为2p3s，JJ耦合时可以形成的原子态为（ ） 。 62. LS耦合中，不同组态发生跃迁的选择定则为（ ）。

63. 在外磁场中，原子态2P3，朗德因子g?（ ），能级可分裂成（ ）层。

264. 镁原子在基态时的电子组态为（ ），原子基态为（ ）。 65. 钾的价电子态为5p，考虑精细结构，其原子态为（ ）。

66. 用?粒子轰击一个氮原子核14N放出一个质子，写出核反应方程式（ ）。 67. JJ耦合中，不同组态发生跃迁的选择定则为（ ）。 68. 有2种原子，在基态时其电子壳层是这样填充的：（1）n=1壳层、n=2壳层和3s次壳层都

填满，3p次壳层填了5个电子，这种原子的原子序数为（ ）；（2）n=1壳层、n=2壳层、n=3壳层及4s、4p次壳层都填满，这种原子的原子序数为（ ）。 69. 在同一?粒子源和散射靶的条件下观察到?粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角

内的粒子数之比为（ ）。 70. 判断题

a) 史特恩－盖拉赫实验说明了原子轨道与自旋发生作用，产生能级分裂。( ) b) 史特恩- 盖拉赫实验说明了原子空间取向的量子化。（ ） c) 任何原子和分子的里德伯常数都是相同的。（ ） d) 康普顿散射时射线波长的改变与原来波长的大小无关，只与散射角有关。（ ） e) 原子的壳层结构中，在d态上最多可以填10个电子。（ ） f) 氦三能级中3p0,1,2能级倒转。（ ）

g) 泡利原理是指：不能有2个原子处在同一状态。（ ） h) 原子实的极化和轨道贯穿对原子的能量没有影响。（ ） i) ?粒子散射实验中，偏转角与瞄准距的关系为cotj) k) l) m) n) o)

?2?2??Mv022Zeb。

（ ）

氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于相对论修正和原子实极化、轨道贯穿有关。（ ） 原子的壳层结构中，在p态上最多可以填6个电子。（ ） 原子发射伦琴射线标识谱的条件是原子内层电子被移走。（ ） 史特恩－盖拉赫实验说明了原子轨道与自旋发生作用，产生能级分裂。（ ）

已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃，辅线系线系限波长为3519 埃，则Li原子的电离电势为5.38V。（ ） 欲使处于激发态的氢原子发出H?线，则至少需提供12.09 eV的能量。（ ）

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二、单选题 1.

提出电子自旋概念的实验基础是

A．史特恩－盖拉赫和弗兰克－赫兹实验 B．光谱的精细结构和弗兰克－赫兹实验 C．光谱的精细结构和戴维逊－革末实验 D．光谱的精细结构和史特恩－盖拉赫实验

2.

如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射，那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍？

A．2 B．1/2 C．1 D．4

3.

提出电子自旋概念的实验基础是 ( )

A史特恩－盖拉赫和弗兰克－赫兹实验； B光谱的精细结构和弗兰克－赫兹实验； C光谱的精细结构和戴维逊－革末实验 ； D光谱的精细结构和史特恩－盖拉赫实验．

4.

在?粒子散射实验中，若把?粒子换成质子，要想得到与?粒子相同的角分布，在散射物不变的条件下，则必须使 ( )

A. 质子的速度与?粒子相同； B. 质子的能量与?粒子相同； C. 质子的速度是?粒子的一半； D. 质子的能量是?粒子的一半．

5. 6. 7.

某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s3p，此原子是 ( )

A. 处于基态的碱金属原子； B. 处于激发态的碱金属原子； C. 处于基态的碱土金属原子； D. 处于激发态的碱土金属原子．

考虑电子自旋，碱金属原子光谱中每一条谱线分裂成两条且两条线的波数间隔随波数增加而减少的线系是 ( )

A．主线系； B．锐线系； C．漫线系； D．基线系．

8.

B 原子态2P1/2对应的有效磁矩(g?2/3)是 ( ) A.

33?B； B.

23?B； C.

23?B ； D.

22?B．

9.

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”．则“正电子素”由第一激发态向基态跃迁时发射的光谱波长为

A．3R?/8 B．8/3R? C．3R?/4 D．4/3R?

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10. 考虑电子自旋，碱金属原子光谱中每一条谱线分裂成两条且两条线的波数间隔随波数增

加而减少的线系是 ( )

A．主线系 B．锐线系 C．漫线系 D．基线系

11. 某原子在 6G3/2 状态，其有效磁矩为

A．

153?B B．0 C．

52?B D．?152?B

12. 使窄的原子束按照施特恩—盖拉赫实验的方法通过不均匀的磁场，若原子处于5F1态，则

原子束分裂成

A. 不分裂 B. 3条 C. 5条 D. 7条

13. 考虑电子自旋，碱金属原子光谱中每一条谱线分裂成两条且两条线的波数间隔随波数增

加而减少的线系是

A．主线系 B．锐线系 C．漫线系 D．基线系

14. 锂原子从3P态向基态跃迁时，产生多少条被选择定则允许的谱线（不考虑精细结构）?

A.1条 B.3条 C.4条 D.6条

15. 按洪特定则，由电子组态p4所形成的原子态中能量最低的态是

A．3P0 B．3D1 C．1S0 D．3P2

16. 动能为1兆电子伏特的质子射向静止的金原子核（Z=79）时．可能达到的最小距离为

A. 1.14×10 -14 m B. 1.14×10 -13 m C . 1.14×10 -15 m D. 1.14×10 -18 m.

三、简答题 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

泡利不相容原理和能量最低原理。 玻尔理论的成功之处和局限性及其原因． 为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量？ 夫兰克—赫兹实验的原理和结论． X射线标识谱是如何产生的？ 对应原理．

什么叫核力？核力具有哪些主要性质？

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