原子物理试题集及答案(DOC 62页).doc
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- 原子物理试题集及答案DOC 62页 原子 物理试题 答案 DOC 62
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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)第二章填空1、光谱的类型( )光谱、 ( )光谱
2、, ( )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
3、长轴为( )A,半短轴分别为( )A、( )A 。解:根据半长轴可得:A因由得 b1=1.053A, b2=2.116A9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)
4、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 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,(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
5、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: 得证。*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:由量子化通则得:而谐振子能量是 得证。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,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( )mm。答23.9mm(解: 由得3、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( )。答案解: 4、一维简谐振子在n=2能级的量子化能量是( )答:=5、已知德布罗意波函数
6、为,在t时刻,单位体积内发现一个粒子的几率是( )答: 或 6、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7为使电子的德布罗意波长为,需要的加速电压为( )。答案7、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)(A) 表示t时刻,(x,y,z)处单位体积内发现粒子的几率。(B) 表示t时刻,(x,y,z)处单位体积内发现粒子的几率。(C)表示t时刻在体积中发现一个粒子的几率表达为(D)以上都不对。3、从玻恩对实物粒
7、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 | Y |2小到达几率小的地方,暗纹处是粒子 | Y |2大到达几率大的地方。(B)亮纹处是粒子 | Y |2小到达几率大的地方,暗纹处是粒子 | Y |2大到达几率大的地方。(C)亮纹暗纹处都是粒子 | Y |2大到达几率一样的地方。(D)亮纹处是粒子 | Y |2大到达几率大的地方,暗纹处是粒子 | Y |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) 。答案(A)过程 。计算: 8、求氢原子中电子
8、在第二能级(n=2)的轨道角动量大小?(结果用表示)解:n=2时,所以由轨道角动量得:9、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C(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( ),
9、其余能级是( )。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。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。(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。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)之间可以相互跃迁。(C)第一激发态3S1不
10、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: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(
11、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(B)的原子态。多重数是2(C)的原子态。多重数是2(D)的原子态。多重数是17、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,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
12、: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,请画出能级跃迁图解图:9、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()3、外磁场对原子的作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。选择1、原子态2P3/2的g因子是: 答A(A)4/3 ,(B)17/15 (C)2
13、8/15, (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
14、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.,1*、计算在L-S耦合下,3 2P3/2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,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:
15、 答C(A)12, (B)18, (C)15, (D)13 。解各层填满为其中3p次壳层填了一半故2、有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3、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个电子4、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。 答D(A)、(1)是2个,
16、(2)是,(3)是n(B)、(1)是2个,(2)是,(3)是n2(C)、(1)是4个,(2)是,(3)是2n2(D)、(1)是2个,(2)是,(3)是2n2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,以能量的形式放出。4、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
17、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
18、,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(40120)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)。(D)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
19、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、
20、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
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