1、1原子物理复习题答案选择题15 DBDAB 610 BDCAD 1115 ABBDC 1620 DCAAC 2125 BCCDD 2630 ABDBC 3135 CCADD 3640 CCADC 4145 DBCAA 4650 BCCAD 5155 BCBAC 5660 BBCCD6165 ABCCC 6670 CCCDD填空题1. 0.212 2. 938 3. ； 1/12。 4. 10.2 5. 密立根；电荷。12C6、8/9，2/3； 7、 ；67.,1.3,59,06.4Am8、10 -15m,10-10m,原子核是模型是正确的，核只占原子中很小部分；9. 碱金属光谱的精细结构；斯特
2、恩-盖拉赫实验.。 10. 2.86 10211. 0.66 12. 。 13. n、 l、 s、 ml、 ms ; 2/12/1/32/1PSPSnn2（2l+1） 14. 主; 二 15. 0.013nm , 8.8 106ms-1 。 16. 4.44 10-6提示：精细结构引起的能量移动为: Rhcnjn23134(/)电子动能与电子与核静电相互作用能之和为: 2其比为: 2134njn/17、 ， ， ， ； 18、T 4s ；T 4D 19、 ； 20、sT4p4D 21xp；21tE21. ； 1.00。 22. 氦； （或 ）；3。4mcev或 hB10S2sS1023. 1；
3、0， 1（0 0 除外）。24. 单（或三）; 三（或单）; 两; 仲（或正）; 正（或仲）。225. （1s2s） 3S1 （前面的组态可以不写）； S=0（或 L= 1，或 =奇 =偶）；ilil亚稳。 26. 4；1；0,1,2； 27、 , , 和 , , ；1p2D3F012p324F28. 2； 0.927 10-23J 或 5.79 10-5eV。29. 原子的有效磁矩是原子的总磁矩在总角动量方向上的投影。30. 在同一原子中不能有两个或两个以上的电子处于同一状态（或：在同一原子中不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的 四个量子数）；费nlms,米; 玻色。 31. 7.16
4、10-3 32. 1010Hz 33. 115； ；4；4；2。3S34. （主量子数） ； 角量子数（或轨道量子数） ；K；M ；O 。 注：n l（括号内的文字可不填）。 35. 单；三；五。36. 伦琴；很强的贯穿本领；不被电磁场偏转；使气体电离；使照相底片感光。注：不能答：本质为电磁波。37、 ，n=1，2，1 38. 非极性；极性。 39. 22.8n40. 同位素; 同量异位素。 41. 正； r0A1/3 ； 核子数 A； 均相同。42. 氦核 ； 高速的电子； 光子(波长很短的电磁波)。 43. 24He RaE3244、弱，强，电磁 45、 。,ep46、原子核俘获一个壳层电
5、子的核转变过程； YeXAZAZ13计算题1、解:：(1) = RHeZ2(1/42-1/n2) , n = 5,6,7, . Z = 2= 4RHe(1/42-1/n2) , n = 5,6,7, . 1(2) = 4RHe/42 , = 4hc/(RHehc) = 4 1240/13.60 = 364.7nm (3) max.().hcHe nm145120365132属近红外到可见光区。 (4) = |E1| = RHehcZ2 = 13.60 22 = 54.4eV 2、解:：= RHehcZ21/12 1/32 = 13.6 4 8/9 = 48.36eV 当 Ek 时, 其中 Ek
6、 = meV2, 能使 He+激发到第二激发态 1Vmin = (2 /me) 1/2 = (2 48.36/(0.511 106) 1/2 3 108 = 4.13 106ms-1 3、解:波长为 300nm 的单个光子的能量为,J106.J10.3.69784hcvE所以光子数通量为4214194ms05.06.3EIN4、解:：氧原子的基态 3P2, =1, 2 1 2SJM, gLJ33()()()()zBFMzz,设原子束在磁场时的方向为 x 轴正向原子束在磁场出口的偏离为： 1zFmdvz2at2,与 x 轴的夹角为： tgd xtz 2,屏上两边缘线束之间的距离为： (cm) 6
7、.2103.0.178.523= )tg2-(+ 25B1 zEdDMdDzz k5、解:：(). .152910738236102 2ramnZnnenmmr1 = 2.4 10-6nm, r2 = 2.36 10-6 4 = 9.5 10-6nm h = E2 E1 = 13.6 273 822 3/4 = 19MeV )(因 r1处于核内，故对于 n = 1 状态， 介子受到有限大小核的束缚要比受到3 点核的束缚来得小，所以 E1将比点核时略高，而 r2在核外，E 2可视作不变，故 E2- E1减小，即共振线光子能量将要变小。56、解:：氢原子处在基态时的朗德因子 g=2,氢原子在不均匀
8、磁场中受力为zBzzBMZf d21ddB由 f=ma 得 amB故原子束离开磁场时两束分量间的间隔为satBZdv212式中的 v 以氢原子在 400K 时的最可几速率代之 mkTv3)(56.0141038.927d323B2B kTzkmzs由于 l=0, 所以氢原子的磁矩就是电子的自旋磁矩（核磁矩很小，在此可忽略），故基态氢原子在不均匀磁场中发生偏转正好说明电子自旋磁矩的存在。 7、解:：, Ec1212mee12368Vrmaee1002591.n8、 解：设氢原子初始态的能量为 ,氢原子 n=1的状态的能量为 ，nE1E， hvEn1 evRhc6.131，echv54.29.06
9、evEn 87.054.219.0632Rhcn ).(29、解: 电子 d26)1(Ls23)(s23551211jjPj 024,7.cossjp022 12.8,3.s sj图（略） 10、解:电子 f312)(L21s3)(s26375jj02 12,5.cossjp022 4,783.s sj7图 （略） 11、解:：可能的原子态： 4s4s： 1S0 ；4s3d： 1D2 、 3D3,2,1 ；4s4p： 1P1 、 3P2,1,0； 4s5s： 1S0 、 3S1 。能级跃迁图： 12、解:由于 2p5与 2p1互补，故 1s22s22p5形成的谱项与 1s22s22p1是相同的
10、, 所以题中的电子组态转化为 1s22s22p13p1。 原子态由 2p13p1决定，l 1=l2=1, s1=s2=1/2, 在 L-S 耦合下有：L 2,1,0; S 1,0; 可形成的原子态为3S1, 3P2, 1, 0, 3D3, 2, 1， 1S0， 1P1， 1D2 13、解:： 可能的原子态 4s4s： ；10S4s4p： 、 ；1P32,04s5s： ，S0能级跃迁图 14、解：电子组态 1S1S 所形成的原子态：4s5s4s4p4s3d4s4s1S03S11P13P1D21S03 212 103D4s5s 4s4p 4s4s 1S0 1S0 3S1 3P0 3P1 3P2 1
11、P1 8不 存 在 ）(1 , 0,1 .2 0;L.03121SSsl电子组态 1S2S 所形成的原子态：1301 212 , 0,1 . ;L.SSsl 电子组态 1S2P 所形成的原子态：012301 21P , 01, . ;L.， ，Ssl按选择定则可能的跃迁是：01S012S132SP132P13P跃迁图： 15、解：4S5S电子组态1= 2=0 L=0 s1=s2=1/2 S=0、1 所以原子态为 41S0、4 3S1（不存在） 4S4P电子组态1=0 2=1 L=1 s1=s2=1/2 S=0、1因为 J=L+S L+S-10,123P113S012S019当 S=0时 L=1
12、 J=L=1 原子态为 4 1P1 S=1时 L=1 J=2、1、0 原子态为 4 3P2、1、0 根据跃迁选择定则，仅有一种跃迁： 14S16、解:：(1) 能级图 基态 3s3s 1S0； 3s3p 1P1, 3P2,1,0； 3s4s 1S0， 3S1； 3s4p ， ； 20,(2) 范例 允许跃迁如： ；3110spPs3S禁戒跃迁如： （因宇称不守恒）；411反常塞曼效应如：；3s4Ss3pP11正常塞曼效应如： 4S017、解:J=3/2 S=1/2 g=4/5 Mg=2/3D562，0,1234P14P014S1P1 3s4p 3s4s 1S0 1P1 3s3p 3s3s 1S
13、0 正 常 禁 戒 允 许 3P1 3P2 3P0 3s4p 3s4s 3s3p 3S1 3P1 3P0 3P2 反 常 10J=1/2 S=1/2 g=2/3 Mg=2/1P31，6/5 2/5 -2/5 -6/52gM1/3 -1/3 1-13/15 -11/15 -1/15 1/15 11/15 13/15共 6 条谱线L153153，）（ 图（略）18、解:L=2 S=0 J=2 g=121DL=1 S=0 J=1 g=1 1P2 1 0 -1 -2gM1 0 -1 2-1 -1 -1 0 0 0 1 1 1L），（）（ 10分裂为三条谱线,为正常塞曼效应。v图（略） 19、解:利用布
14、拉格条件,可得sin= ndn2017892347.可取 n=1,2, 于是有 和 16o“21o“.对上式取微分, 可得: cos d= .n11在将 代入上式,即得：d =tan sin2.d按题意,要求波长最后一位数字精确, 即要求 2105因此测量 的精确度分别为 和 “0413“20、解:：线的莫塞莱公式为 K()RZ121整理后可得元素的原子序数为 （或 ）6.nmZR123将各元素的 线波长代入上式可计算各元素的原子序数：K： ArZ12604918.： K237.： CoZ316092.： Ni4168.因此，在周期表中 K 应排在 的后面， 应排在 的后面。 ArNiCo21
15、、解:：X 射线短波限 与外加电压的关系为：mineVEhcr()axinhmin160210241980. .3(Js)41222、解：考虑衰变的条件， )(017.548.020164.72)( 7473 BeMuumLiM故不可能发生 衰变。 若发生 k 俘获应满足： ，根据莫塞莱公式 k 电子的结合能：21cMKZ)(n )(2zhcRk )(0164.7103)4(.6.014.7 748274732 BeMucLiMKZ 故可以发生 K 电子俘获。 23、解： 212306.10.62AN1-0s 7.dt)(s 1039.6.231-210Nt半衰期为：a) (10.58 (s)103903T平均寿命：(a) 102.8(s) 1039. 324、解:：13本题所涉及的能量和动量的不确定度约为: Emc2, p mc; 根据不E确定关系,位置的不确定值约为 x . 按数量级而言,就是核力力程, 所pc以有 r0 =1.410-15m=1.4 fm mc
