原子物理学期末考试试题

原子物理学D 卷 试题第1页（共3页） 原子物理学D 卷 试题第2页（共3页）皖西学院 学年度第 学期期末考试试卷（D 卷）系 专业 本科 级 原子物理学课程一．填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。

1． 在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中，实验起了重大作用。

2． 夫兰克-赫兹实验中用 碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，从而证实了原子内部能量是 。

3． 线状光谱是 所发的，带状光谱是 所发的。

4． 碱金属原子光谱的精细结构是由于电子的 和 相互作用，导致碱金属原子能级出现双层分裂（s 项除外）而引起的。

5．α衰变的一般方程式为：α→X AZ。

放射性核素能发生α衰变的必要条件为 。

6．原子中量子数l m l n ,,相同的最大电子数是 ；l n ,相同的最大电子数是 ； n 相同的最大电子数是 。

7．X 射线管发射的谱线由 和 两部分构成，它们产生的机制分别是： 和 。

8．二次电离的锂离子++Li的第一玻尔半径，电离电势，第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别为： ， ， 和 。

9．泡利为解释β衰变中β粒子的 谱而提出了 假说，能谱的最大值对应于 的动量为零。

二．单项选择题：本大题共6小题；每小题3分，共18分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。

1． 两个电子的轨道角动量量子数分别为：31=l ，22=l ，则其总轨道角动量量子数可取数值为下列哪一个？（A ）0，1，2，3 （B ）0，1，2，3，4，5（C ）1，2，3，4，5 （D ）2，3，4，5 （ ） 2． 静止的Rb 22688发生α衰变后，α粒子和子核动量大小之比为多少？（A ）111：2 （B ）3：111（C ）2：111 （D ）1：1 （ ） 3． 在原子物理和量子力学中，描述电子运动状态的量子数是：),,,(s l m m l n ，由此判定下列状态中哪个状态是存在的？ （A ）（1，0，0，-1/2） （B ）（3，1，2，1/2） （C ）（1，1，0，1/2） （D ）（3，4，1，-1/2） （ ）4． 在核反应O n n O 158168)2,(中，反应能MeV Q 66.15-=，为使反应得以进行，入射粒子的动能至少为多少？（A ）15.99MeV （B ）16.64MeV （C ）18.88MeV （D ）克服库仑势，进入靶核 （ ） 5． 钾原子的第十九个电子不是填在3d 壳层，而是填在4s 壳层，下面哪项是其原因？（A ） 为了不违反泡利不相容原理； （B ） 为了使原子处于最低能量状态；（C ） 因为两状态光谱项之间满足关系 );3()4(d T s T <（D ） 定性地说，3d 状态有轨道贯穿和极化效应，而4s 状态没有轨道贯穿和极化效应。

原子物理学考试试题及答案一、选择题1. 原子的最内层电子称为：A. 价电子B. 建筑电子C. 寄生电子D. 核电子答案：D2. 原子核由以下粒子组成：A. 质子和中子B. 质子和电子C. 电子和中子D. 电子和反电子答案：A3. 处于激发态的原子能通过放射射线来跃迁到基态，这种现象称为：A. 加速B. 衰变C. 俘获D. 减速答案：B4. 质子和中子的总数称为：A. 元数B. 核数C. 溶液D. 中性答案：B5. 薛定谔方程用于描述：A. 电子的运动B. 质子的运动C. 中子的运动D. 原子核的运动答案：A二、填空题1. 波尔模型中，电子在不同能级之间跃迁所产生的谱线称为________。

答案：光谱线2. 在原子核中不存在电子，否则将引起能量的________。

答案：不稳定3. 原子核的质子数称为原子的________。

答案：原子序数4. 核力是一种____________，它使质子和中子相互_________。

答案：强相互作用力，吸引5. 电子云代表了电子在空间中的________分布。

答案：概率三、简答题1. 什么是原子物理学？答案：原子物理学是研究原子及其结构、性质、相互作用原理以及与辐射的相互作用等的学科。

它主要探索原子的构成、原子核内的粒子、原子的能级结构、原子的光谱以及原子的物理性质等方面的知识。

2. 描述一下半导体材料的能带结构。

答案：半导体材料的能带结构是介于导体和绝缘体之间的一种情况。

它具有价带和导带两个能带，两者之间由能隙分隔。

在室温下，半导体材料的价带通常都被电子占满，而导带中几乎没有电子。

当外加电场或光照射时，价带中的电子可以跃迁到导带中，从而形成电流。

3. 解释原子的放射性衰变现象。

答案：原子的放射性衰变是指具有不稳定原子核的放射性同位素经过一系列放射性衰变过程，最终转化为稳定同位素的现象。

衰变过程中放出的射线包括α粒子、β粒子和γ射线。

这种衰变过程是由于原子核内部的质子和中子的改变导致了核内部的不稳定性，从而通过释放射线来恢复稳定。

1、原子半径的数量级是：A．10－10cm; B.10-8m C.10-10m D.10-13m2、原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中：A.绝大多数α粒子散射角接近180°B. α粒子只偏差2°～3°C.以小角散射为主也存在大角散射D.以大角散射为主也存在小角散射3、进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明：A.原子不一定存在核式结构B.散射物太厚C.卢瑟福理论是错误的D.小角散射时一次散射理论不成立4、用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限.试问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？A.1/4B.1/2C.1D.25、动能E K=40keV的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离为（m）：A.5.9B.3.0C.5.9╳10-12D.5.9╳10-146、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.2B.1/2C.1 D .47、在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少？A. 16B.8C.4D.28、在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α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：A．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:89、在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：A．质子的速度与α粒子的相同；B．质子的能量与α粒子的相同；C．质子的速度是α粒子的一半；D．质子的能量是α粒子的一半10、氢原子光谱莱曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：A.R/4 和R/9B.R 和R/4C.4/R 和9/RD.1/R 和4/R11、氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：A．13.6V和10.2V;B.–13.6V和-10.2V;C.13.6V和3.4V;D.–13.6V和-3.4V12、由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a的数值是：A.5.29×10-10mB.0.529×10-10mC. 5.29×10-12mD.529×10-12m电子的动能为1eV，其相应的德布罗意波长为1.22nm。

2020～2021学年度第一学期《原子物理学》期末试卷课程代码：试卷编号：考试日期：年月日答题时限：120分钟考试形式：闭卷笔试得分统计表：题号得分一二三四五一、单项选择题（每题2分，共20分）得分1.电子在氢原子中运动时，其轨道是：（）A.连续的B.分立的C.圆形的D.椭圆形的2.氢原子光谱的特征是：（）A.连续谱B.分立谱C.红外谱D.紫外谱3.根据玻尔理论，电子在氢原子中从一个能级跃迁到另一个能级时，可能发射或吸收：（）A.任何频率的光子B.特定频率的光子C.任何波长的光子D.特定波长的光子4.卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子结构的哪个重要结论？（）A.电子的轨道是圆形的B.原子核是由质子和中子组成的C.原子的绝大部分质量和正电荷集中在一个很小的核上D.原子中的电子在特定的轨道上运动5.在德布罗意波理论中，电子的波长与其动量之间的关系是（）：A.波长与动量成正比B.波长与动量成反比C.波长与动量的平方成正比D.波长与动量的平方成反比6.在光电效应中，入射光的频率增加，光电子的最大初动能将：（）A.减小B.增加C.不变D.无法确定7.下列哪个陈述是康普顿效应的直接证据？（）A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光子与电子之间没有相互作用D.光子与电子之间的相互作用可以忽略不计8.关于玻尔原子模型的假设，以下哪项是正确的？（）A.原子中的电子可以在任何半径的轨道上运动B.原子中的电子只能在特定的、分立的轨道上运动C.原子中的电子可以在任何半径的轨道上运动，但只能吸收特定频率的光子D.原子中的电子只能在特定的、分立的轨道上运动，但可以发射任何频率的光子9.根据玻尔理论，氢原子从基态跃迁到激发态时，氢原子会：（）A.发射光子，能量减小B.吸收光子，能量增加C.既不发射也不吸收光子，能量不变D.发射或吸收光子，能量变化取决于跃迁的具体能级10.在量子力学的框架下，电子在原子中的排布遵循：（）A.能量守恒定律B.不确定性原理C.泡利不相容原理D.玻尔对应原理二、填空题（每题2分，共20分）得分1.原子由位于中心的__________和核外绕核运动的__________组成。

原子物理学试题及答案【篇一：原子物理学试题汇编】txt>试卷Ａ(聊师)一、选择题1.分别用１mev的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：Ａ.1/4; Ｂ.1/2; Ｃ.１;Ｄ.２.2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为：a.4;b.6;c.10;d.12.3.根据玻尔－索末菲理论，n=4时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为：a.1；b.2;c.3;d.4.4.f电子的总角动量量子数j可能取值为：a.1/2，3/2;b.3/2，5/2;c.5/2，7/2;d.7/2，9/2.5.碳原子（c，z＝6）的基态谱项为a.3po;b.3p2;c.3s1;d.1so.6.测定原子核电荷数z的较精确的方法是利用c.史特恩－盖拉赫实验；d.磁谱仪.7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（k）a.107;b.105;c.1011;d.1015.8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？a.（1），（2）;b.（3）,（4）;c.（2）,（4）;d.（1）,（3）.10.论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数l的简并消除. 论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子光谱精细结构. 下面判断正确的是：a.论述甲正确，论述乙错误;b.论述甲错误，论述乙正确;c.论述甲，乙都正确，二者无联系；d.论述甲，乙都正确，二者有联系.二、填充题（每空2分，共20分）1．氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（）.2．两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的（）倍.3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃.4．钠d1线是由跃迁（）产生的.5．工作电压为50kv的x光机发出的x射线的连续谱最短波长为（）埃.6．处于4d3/2态的原子的朗德因子g等于（）.7．双原子分子固有振动频率为f，则其振动能级间隔为（）.8．co原子基态谱项为4f9/2，测得co原子基态中包含8个超精细结构成分，则co核自旋i=（）.9．母核azx衰变为子核y的电子俘获过程表示（）。

原子物理期末试题答案一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.下列说法错误的是( )a.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢b.同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质c.阴极射线和β射线都是电子流，它们的产生机理是一样的d.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损解析:由基本概念可知abd说法是对的.阴极射线和β射线都是电子流,但产生机理不同,故应选c.答案:c2.下列说法中正确的是( )a.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加b.α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的c.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律d.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变解析:氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，由于电场力做正功，电势能减少,又因氢原子放出光子，所以原子的总能量减少，故a错.α射线的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的，所以b错.据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能量守恒定律，故c 错.放射性元素的半衰期不因其物理、化学状态的变化而变化，故d正确。

答案:d3.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为: ,那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知的质量为m1，的质量为m2,则下列判断正确的是( )＞m2 ＜m2 =m2 =3m2－介子衰变的方程为k－→π－＋π0，其中k－介子和π－介子带负的元电荷e，π0介子不带电.如图15-1所示，两匀强磁场方向相同，以虚线mn为理想边界，磁感应强度分别为b1、b2.今有一个k－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场b1中，其轨迹为圆弧ap，p在mn上，k－在p点时的速度为v，方向与mn垂直.在p点该介子发生了上述衰变.衰变后产生的π－介子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是( )图15-1a.π－介子的运行轨迹为pencmdpb.π－介子运行一周回到p用时为＝4b2d.π0介子做匀速直线运动解析:根据左手定则可知π－介子的运行轨迹为pdmcnep，所以选项a错误；π－介子在磁场b1中的半径在磁场b2中的半径由题图可知r2=2r1，所以b1＝2b2，选项c错误；π－介子运行一周回到p用时为选项b正确；π0介子不带电，将做匀速直线运动，选项d正确.答案:bd6.下列说法正确的是( )a.研制核武器的钚239 由铀239 经过4次β衰变而产生b.发现中子的核反应方程是g的经过两个半衰期后其质量变为15 gd. 在中子轰击下，生成和的核反应前后，原子核的核子总数减少解析: 发生2次β衰变，a错误.20 g 经过两个半衰期后其质量c错误.在核反应中质量数、电荷数都守恒，d错误.所以只有b正确.答案:b7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术，如2008年奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是( )解析:把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变，四个选项中只有a为聚变反应，b是发现质子的核反应，c是铀核的裂变反应，d是铀核的α衰变.答案:a8.关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )a.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的b.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小c.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强d.铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变解析:a选项正确，核反应方程为b选项错误，放射性物质的半衰期只与物质本身有关，与该物质所处的物理、化学状态无关.c选项错误，在α、β、γ三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱；γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱.d选项错误，核反应中电荷数和质量数都守恒，则解得即8次α衰变和6次β衰变.答案:a9.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )a.“人造太阳”的核反应方程是b.“人造太阳”的核反应方程是c.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是δe=δmc2d.“人造太阳”核能大小的计算公式是解析:“人造太阳”是利用海水中的21h和31h聚变而产生大量能量的.放出的能量可利用爱因斯坦质能方程δe＝δmc2求出，其中δm为质量亏损，所以a、c项正确.答案:ac10.静止的衰变成，静止的衰变为，在同一匀强磁场中的轨道如图15-2所示.由此可知( )图15-2a.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹b.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹c.图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹d.图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹二、填空实验题(11题6分，12题6分)11.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图15-3所示，则图中的射线a 为________射线，射线b为________射线.图15-3解析:从放射源射出三种射线，分别为α、β和γ射线，其中α射线被铝箔挡住，只有β和γ射线穿出，又由于γ射线不带电，所以在偏转电场中不发生偏转.综上分析，可知图中的射线a为γ射线，射线b为β射线.答案:γ β12.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.图15-4(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献.请选择其中的两位，指出他们的主要成绩.①___________________________________________________ ____________；②___________________________________________________ _________.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图154为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途.___________________________________________________ _____________.三、计算题(本题包括4小题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好解析:设中子质量为mn，靶核质量为m，由动量守恒定律得mnv0=mnv1+mv2由能量守恒得解得在重水中靶核质量mh=2mn在石墨中靶核质量mc=12mn与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好.15.(14分)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量(3)已知太阳每秒释放的能量为×1026 j，则太阳每秒减少的质量为多少(4)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量m＝2×1030 kg,mp＝3 u，mhe＝5 u，me＝55 u)解析:(1)(2)δm＝4× 3 u－( 5＋2× 55) u＝6 uδe＝δmc2＝6× mev＝mev＝4×10－12 j.(3)太阳每秒钟释放的能量为×1026 j，则太阳每秒钟减少的质量为(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为(年)可得则答案:(1)(2) mev (3) mev mev。

原子物理学试题及答案【篇一：原子物理学试题汇编】txt>试卷Ａ(聊师)一、选择题1.分别用１mev的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：Ａ.1/4; Ｂ.1/2; Ｃ.１;Ｄ.２.2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为：a.4;b.6;c.10;d.12.3.根据玻尔－索末菲理论，n=4时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为：a.1；b.2;c.3;d.4.4.f电子的总角动量量子数j可能取值为：a.1/2，3/2;b.3/2，5/2;c.5/2，7/2;d.7/2，9/2.5.碳原子（c，z＝6）的基态谱项为a.3po;b.3p2;c.3s1;d.1so.6.测定原子核电荷数z的较精确的方法是利用c.史特恩－盖拉赫实验；d.磁谱仪.7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（k）a.107;b.105;c.1011;d.1015.8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？a.（1），（2）;b.（3）,（4）;c.（2）,（4）;d.（1）,（3）.10.论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数l的简并消除. 论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子光谱精细结构. 下面判断正确的是：a.论述甲正确，论述乙错误;b.论述甲错误，论述乙正确;c.论述甲，乙都正确，二者无联系；d.论述甲，乙都正确，二者有联系.二、填充题（每空2分，共20分）1．氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（）.2．两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的（）倍.3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃.4．钠d1线是由跃迁（）产生的.5．工作电压为50kv的x光机发出的x射线的连续谱最短波长为（）埃.6．处于4d3/2态的原子的朗德因子g等于（）.7．双原子分子固有振动频率为f，则其振动能级间隔为（）.8．co原子基态谱项为4f9/2，测得co原子基态中包含8个超精细结构成分，则co核自旋i=（）.9．母核azx衰变为子核y的电子俘获过程表示（）。

原⼦物理学试题⼤全临沂师范学院物理系原⼦物理学期末考试试题（A卷）⼀、论述题25分，每⼩题5分）1．夫朗克—赫兹实验的原理和结论。

1．原理：加速电⼦与处于基态的汞原⼦发⽣碰撞⾮弹性碰撞，使汞原⼦吸收电⼦转移的的能量跃迁到第⼀激发态。

处第⼀激发态的汞原⼦返回基态时，发射2500埃的紫外光。

（3分）结论：证明汞原⼦能量是量⼦化的，即证明玻尔理论是正确的。

（2分）2．泡利不相容原理。

2．在费密⼦体系中不允许有两个或两个以上的费密⼦处于同⼀个量⼦态。

（5分）3．X射线标识谱是如何产⽣的？3．内壳层电⼦填充空位产⽣标识谱。

（5分）4．什么是原⼦核的放射性衰变？举例说明之。

4．原⼦核⾃发地的发射射线的现象称放射性衰变，（4分）例⼦（略）（1分）5．为什么原⼦核的裂变和聚变能放出巨⼤能量？5．因为中等质量数的原⼦核的核⼦的平均结合能约为⼤于轻核或重核的核⼦的平均结合能，故轻核聚变及重核裂变时能放出巨⼤能量。

（5分）⼆、（20分）写出钠原⼦基态的电⼦组态和原⼦态。

如果价电⼦被激发到4s态，问向基态跃迁时可能会发出⼏条光谱线？试画出能级跃迁图，并说明之。

⼆、（20分）（1）钠原⼦基态的电⼦组态1s22s22p63s；原⼦基态为2S1/2。

（5分）（2）价电⼦被激发到4s态向基态跃迁时可发出4条谱线。

（6分）（3）依据跃迁选择定则10,j 1,±=?±?＝l （3分）能级跃迁图为（6分）三、（15分）对于电⼦组态3p4d ，在LS 耦合时，（1）写出所有可能的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这⼀电⼦组态⼀共分裂出多少个能级？（3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？三、（15分）（1）可能的原⼦态为1P 1，1D 2，1F 3；3P 2，1，0，3D 3，2，1，3F 4，3，2。

（7分）（2）⼀共条60条能级。

（5分）（3）同⼀电⼦组态形成的原⼦态之间没有电偶极辐射跃迁。

（3分）四、（20分）镉原⼦在1D 2→1P 1的跃迁中产⽣的谱线波长为6438埃。

原子物理期末试题及答案本文为原子物理期末试题及答案，按照试题题目和答案的特点，采用以下格式进行书写：一、选择题1. 原子核中所包含的质子数和中子数之和被称为：A. 原子序数B. 质量数C. 原子量D. 原子核数答案：B2. 下列元素中，属于同位素的是：A. 氢、氦B. 氧、氮C. 氧、锂D. 锂、氘答案：D二、填空题1. 氢气的原子核中有1个质子和____个中子。

答：0或1（氢的同位素中存在一个中子的，即氘）2. 质子总数为7，中子总数为8的原子核的质量数为____。

答：15三、分析题1. 描述原子核结构的模型有哪些？请简要比较它们的异同点。

答：原子核结构的模型有汤姆逊模型、卢瑟福模型和玻尔模型。

比较它们的异同点如下：- 汤姆逊模型认为原子核是一个带正电的均匀球体，质子和电子混合分布于其中。

卢瑟福模型和玻尔模型则认为原子核是一个紧凑且带正电的体积，质子集中分布于其中。

- 卢瑟福模型提出了散射实验，通过对α粒子的散射观察，得出了核的直径较小且有正电荷的结论。

玻尔模型在此基础上提出了电子绕核定址和能级的概念。

- 汤姆逊模型没有给出精确的原子核结构，而卢瑟福模型和玻尔模型则通过实验和理论推导，提出了具体的原子核结构图像。

四、简答题1. 什么是原子核的裂变和聚变？它们有什么不同之处？答：原子核的裂变指的是重原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放大量的能量。

裂变通常发生在重元素核反应中，如铀核反应。

原子核的聚变指的是两个或更多轻原子核合并成一个更重的原子核，同样也会释放能量。

聚变通常发生在太阳和恒星中。

它们的不同之处如下：- 裂变是重原子核分裂，聚变是轻原子核合并。

- 裂变释放的能量较大，聚变释放的能量更大。

- 裂变更容易实现，但聚变需要更高的温度和压力条件才能发生。

- 从能源利用角度来看，裂变是当前的核能利用主要形式，而聚变则是理想的未来能源。

五、论述题请根据自己所学和理解，回答以下问题：1. 原子核的稳定性是如何保证的？请详细解释。

原子物理学E 卷 试题第1页（共3页） 原子物理学E 卷 试题第2页（共3页）皖西学院 学年度第 学期期末考试试卷（E 卷）系 专业 本科 级 原子物理学课程一．填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。

1． 原子核是由_________和_________组成的，原子核的线度在数量级；原子的线度在 数量级。

2． 玻尔原子理论的三条基本假设是 ， ， 。

3． 夫兰克-赫兹实验中用 碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，从而证实了原子内部能量是。

4． 某碱金属原子，其核外电子位于3d 轨道上，考虑自旋效应，则可能的原子态是： 和 。

5． 有一种原子基态时，其电子壳层是n=1,2壳层和3s 次壳层都填满，3p 次壳层填了一半，该原子是 原子，它的电子数是 。

6． 原子中 分布的周期性决定了元素周期表中元素性质的周期性，各族元素的化学性质都取决于 的分布。

7． -β衰变的一般方程式为：-→βX AZ。

放射性核素能发生-β衰变的必要条件为 。

8． 核素H 31，He 32，He 52，Li 53，C 146，N 147，N 157，O 148，O 168中， 和， 和 ， 和 是同位素； 和 ， 和 ， 和 是同量异位素， 和 ， 和 ， 和 是镜核， 和 ， 和 是同中子素。

9． 一次电离的氦离子+He 的第一玻尔半径，电离电势，第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别为 ， ， 和 。

二．单项选择题：本大题共6小题；每小题3分，共18分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。

1． 关于X 射线连续谱的最短波长min λ，下列说法中正确的是哪个？（A ） 随靶材料的质量增加而增加； （B ） 与靶材料的原子质量有关； （C ） 与靶材料的电荷数有关；（D ） 与靶材料无关。

（ ）2．在核反应O p N 178147),(α中，反应能MeV Q 19.1-=，为使反应得以进行，α粒子的动能至少为多少？（A ）1.19MeV （B ）1.53MeV（C ）1.28MeV （D ）克服库仑势，进入靶核 （ ） 3．不能说明电子具有自旋的实验是哪个？（A ） 碱金属原子光谱的精细结构； （B ） 夫兰克-赫兹实验； （C ） 史特恩-盖拉赫实验； （D ） 塞曼效应。

1、原子半径的数量级是：A．10－10cm; B.10-8m C.10-10m D.10-13m2、原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中：A.绝大多数α粒子散射角接近180°B. α粒子只偏差2°～ 3°C.以小角散射为主也存在大角散射D.以大角散射为主也存在小角散射3、进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明：A.原子不一定存在核式结构B.散射物太厚C.卢瑟福理论是错误的D.小角散射时一次散射理论不成立4、用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限.试问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？A.1/4B.1/2C.1D.2=40keV的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离5、动能EK为（m）：A.5.9B.3.0C.5.9╳10-12D.5.9╳10-146、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.2B.1/2C.1 D .47、在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少？A. 16B.8C.4D.28、在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α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：A．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:89、在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：A．质子的速度与α粒子的相同； B．质子的能量与α粒子的相同；C．质子的速度是α粒子的一半； D．质子的能量是α粒子的一半10、氢原子光谱莱曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：A.R/4 和R/9B.R 和R/4C.4/R 和9/RD.1/R 和4/R11、氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：A．13.6V和10.2V;B.–13.6V和-10.2V;C.13.6V和3.4V;D.–13.6V和-3.4V12、由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a的数值是：A.5.29×10-10mB.0.529×10-10mC. 5.29×10-12mD.529×10-12m电子的动能为1eV，其相应的德布罗意波长为1.22nm。

原子物理学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 原子物理学研究的主要对象是（）。

A. 原子核B. 原子C. 分子D. 电子答案：B2. 原子核的组成是（）。

A. 质子和电子B. 质子和中子C. 电子和中子D. 原子和电子答案：B3. 原子的核外电子排布遵循（）。

A. 泡利不相容原理B. 能量最低原理C. 洪特规则D. 所有上述规则答案：D4. 原子核的放射性衰变包括（）。

A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 所有上述衰变答案：D5. 原子核的结合能是指（）。

A. 原子核中所有核子的总能量B. 原子核中所有核子的总质量C. 原子核中所有核子的总动量D. 原子核中所有核子的总能量与原子核总能量之差答案：D6. 原子核的自旋量子数是（）。

A. 0B. 1/2C. 1D. 2答案：B7. 原子核的同位素是指（）。

A. 具有相同原子序数但不同质量数的原子核B. 具有相同质量数但不同原子序数的原子核C. 具有相同原子序数和质量数的原子核D. 具有不同原子序数和质量数的原子核答案：A8. 原子核的磁矩是由（）产生的。

A. 电子的自旋B. 电子的轨道运动C. 原子核的自旋D. 原子核的轨道运动答案：C9. 原子核的磁共振现象是由于（）。

A. 原子核的自旋B. 原子核的磁矩C. 外部磁场D. 外部磁场与原子核磁矩的相互作用答案：D10. 原子核的衰变常数是（）。

A. 与时间无关的常数B. 与衰变物质的质量有关C. 与衰变物质的体积有关D. 与衰变物质的密度有关答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 原子物理学的奠基人是______。

答案：尼尔斯·玻尔2. 原子核由______和______组成。

答案：质子；中子3. 原子的电子排布遵循______原理。

答案：泡利不相容4. 原子核的放射性衰变包括______衰变、______衰变和______衰变。

答案：α；β；γ5. 原子核的结合能是______与______之差。

喀什大学《原子物理学》2021-2022学年第一学期期末试卷考试课程：原子物理学考试时间：120分钟专业：物理学总分：100分---一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪个不是构成原子的基本粒子？A. 电子B. 质子C. 中子D. 光子2. 原子的质量数等于：A. 质子数B. 电子数C. 质子数加上中子数D. 电子数加上中子数3. 原子核的直径与整个原子的直径相比，大约是：A. 10倍B. 100倍C. 1000倍D. 10000倍4. 下列哪个元素在自然界中最为丰富？A. 氢B. 氦C. 碳D. 氧5. 原子核中质子和中子的数量比例约为：A. 1:1B. 1:2C. 1:3D. 1:46. 电子云描述的是：A. 电子的轨道B. 电子的运动轨迹C. 电子的运动方向D. 电子的速度7. 原子的量子数包括：A. 主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数B. 电子数、质子数、中子数、核子数C. 质量数、电子数、中子数、自旋量子数D. 壳层数、能级数、轨道数、电子数8. 原子中的电子在轨道上的能量与以下哪个因素有关？A. 电子的质量B. 电子的速度C. 电子与原子核的距离D. 电子的电荷9. 原子核中的中子数量可由以下元素的原子序数推算得到：A. 氢B. 氦C. 锂D. 铍10. 下列哪个元素的原子结构与其他不同？A. 氢B. 氦C. 锂D. 氖---二、判断题（每题2分，共20分）11. 原子核中的质子和中子数量比例是1:1。

（）12. 原子核的直径与原子的直径相比，约为1000倍。

（）13. 电子云描述的是电子在轨道上的运动轨迹。

（）14. 原子的量子数包括主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数。

（）15. 原子中的电子在轨道上的能量与电子的速度成正比例关系。

（）16. 原子核中的中子数量可以由元素的原子序数推算得到。

（）17. 原子核中的质子和中子数量之和等于原子的质量数。

（）18. 原子核中的质子和中子数量比例在不同元素中是相同的。

最新《原子物理学》期末考试试卷(A卷)-往届资料一、单选题（每题2分，共30分）1. 原子核的主要组成部分是（）。

A. 质子和中子B. 电子和质子C. 电子和中子D. 质子:正确答案为A2. 电离能是指（）。

A. 电子离开原子核的能量B. 电子离开原子的能量C. 电子进入原子核的能量D. 电子进入原子的能量:正确答案为B3. 原子的电子云是指（）。

A. 电子的轨道B. 电子的密度分布C. 电子的能级D. 电子的数目:正确答案为B4. 原子的核外电子数目等于（）。

A. 元素的原子序数B. 元素的质子数C. 元素的质子数减去中子数D. 元素的中子数:正确答案为A5. 下面哪个不属于玻尔的量子条件？A. 电子在特定轨道上运动B. 电子由低能级跃迁到高能级需要吸收能量C. 电子由高能级跃迁到低能级时释放能量D. 电子在轨道上运动的能量是固定的:正确答案为D......（省略题目6-30）二、填空题（每空2分，共20分）1. 量子数n=2时，可能的角动量量子数l的取值为【0，1 】。

2. 光的波长和频率满足关系c = λν，其中c为【光速】，λ为【波长】，ν为【频率】。

3. 电子在原子核周围的运动轨道称为【轨道】。

4. 轨道角动量量子数l代表电子运动轨道的形状和【能级】。

5. 泡利不相容原理指出，一个原子的一个轨道上的电子数目不超过【 2 】个。

......（省略填空题6-20）三、简答题（每题10分，共20分）1. 什么是原子核？【原子核是原子的中心部分，主要由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

原子核带整数电荷，确定了元素的原子序数。

原子核决定了原子的质量和化学性质。

】2. 简述玻尔的量子化条件。

【玻尔的量子化条件是描述电子在特定轨道上运动的条件。

根据量子化条件，电子绕原子核运动的轨道角动量必须为整数倍的普朗克常数h/2π，即mvr = nh/2π，其中m为电子质量，v为电子速度，r为轨道半径，n为主量子数。

原子物理期末考试试题一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 原子核的组成是什么？A. 质子和电子B. 中子和电子C. 质子和中子D. 电子和夸克2. 根据波尔模型，氢原子的能级是量子化的。

下列哪个选项不是氢原子能级的表达式？A. $E_n = -\frac{13.6}{n^2}$B. $E_n = -\frac{13.6}{n}$C. $E_n = \frac{13.6}{n^2}$D. $E_n = \frac{13.6}{n}$3. 电子的自旋量子数是多少？A. 0B. 1/2C. 1D. 24. 以下哪个粒子不带电？A. 质子B. 中子C. 电子D. 正电子5. 原子核的稳定性与哪个因素有关？A. 质子数B. 中子数C. 质子与中子的比例D. 电子数6. 放射性衰变中，哪种衰变会产生β粒子？A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 电子俘获7. 原子核的结合能是指什么？A. 原子核分裂成两个或多个较小核时释放的能量B. 原子核形成时所需的能量C. 原子核内部质子和中子之间的相互作用能D. 原子核内部电子与质子之间的相互作用能8. 核磁共振成像（MRI）利用了哪种物理现象？A. 核的电磁辐射B. 核的放射性衰变C. 核的磁矩在外部磁场中的取向D. 核的自旋与外部磁场的相互作用9. 重核裂变和轻核聚变都能释放能量，其能量来源是什么？A. 核子的质量亏损B. 核子的电荷C. 核子的自旋D. 核子的结合能10. 根据海森堡不确定性原理，下列哪个陈述是正确的？A. 粒子的位置和动量可以同时被精确测量B. 粒子的位置和动量测量越精确，不确定性越大C. 粒子的位置和动量测量越精确，不确定性越小D. 粒子的位置和动量测量的不确定性是固定的二、简答题（每题10分，共40分）1. 描述卢瑟福散射实验及其对原子核结构理论的影响。

2. 解释为什么氢原子的能级是量子化的，并给出能级公式。

3. 什么是同位素？请给出一个例子。

原子物理学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 原子物理学是研究（）的科学。

A. 原子核内部结构B. 原子核外电子的运动规律C. 原子核和核外电子的运动规律D. 原子核内部结构和核外电子的运动规律答案：D2. 原子物理学中，下列哪个量不是量子化的？（）A. 能量B. 动量C. 角动量D. 质量答案：D3. 根据玻尔模型，氢原子的能级是（）。

A. 连续的B. 分立的C. 随机的D. 无规律的答案：B4. 电子云模型中，电子在空间中出现的概率密度与下列哪个量有关？（）A. 电子的动能B. 电子的势能C. 电子的总能量D. 电子的角动量答案：C5. 根据泡利不相容原理，一个原子轨道中最多可以容纳（）个电子。

A. 1B. 2C. 3D. 4答案：B6. 原子物理学中，下列哪个量是守恒的？（）A. 能量B. 动量C. 角动量D. 所有选项答案：D7. 原子物理学中，下列哪个现象不能用经典物理学解释？（）A. 光电效应B. 光的折射C. 光的反射D. 光的干涉答案：A8. 原子物理学中，下列哪个现象是量子化的？（）A. 原子的振动B. 原子的转动C. 原子的电子跃迁D. 原子的平动答案：C9. 原子物理学中，下列哪个量是矢量？（）A. 质量B. 能量C. 动量D. 角动量答案：C10. 原子物理学中，下列哪个量是标量？（）A. 质量B. 能量C. 动量D. 角动量答案：B二、填空题（每题2分，共20分）11. 原子物理学中，电子的轨道量子数用______表示。

答案：n12. 根据玻尔模型，氢原子的能级公式为E_n = -13.6 eV / n^2，其中n是______量子数。

答案：主量子数13. 原子物理学中，电子的自旋量子数用______表示。

答案：s14. 原子物理学中，电子的磁量子数用______表示。

答案：m_l15. 原子物理学中，电子的自旋磁量子数用______表示。

答案：m_s16. 原子物理学中，电子的轨道角动量量子数用______表示。

原子物理学期末复习§原子结构1、 原子模型（1）汤姆孙模型：实验：β射线 西瓜模型（2）卢瑟福模型：实验：α粒子散射库仑散射公式：a b=cot 22θ，21204Em Z Z e a r πε== m r 是入射粒子可接近原子核的最小距离理论：核式模型：意义：描绘了原子内部结构困难：无法解释原子的稳定性，同一性和再生性2、 波尔理论：实验：光电效应：量子解释氢光谱：波数：1νλ≡%n 221211=R (-）n n 巴尔末系1n =1,2… ,2n =1n +1… 莱曼系：1n =1, 2n =2,3…弗兰克-赫兹实验：证明原子内部能量是量子化的碱金属原子光谱：轨道在原子实中贯穿和原子实的极化理论：定态假设频率条件(跃迁假设)：n n hv E E '=- 2n R c h E n =- 氢基态：013.6E eV =-角动量量子化：L n mvr ==h§电子-轨道自旋1、 电子自旋（1） 实验验证：施恩-盖拉赫实验证明了：空间量子化的事实；电子自旋假设的正确，s=1/2;电子自旋磁矩数值的正确s,z B μμ=±，2s g =碱金属双线 碱金属能级分裂的原因是：自旋-轨道相互作用反常塞曼效应证明了：电子不是点电荷，它除了轨道角动量外，还有自旋运动。

正常塞曼效应和反常塞曼效应产生差别的原因是：电子自旋。

（2） 理论：角动量磁矩关系：2e L mμ=-u r u r量子表达式：j B j μμ=，j,z B j j m g μμ=-，2B ee m μ=h角动量量子化：L = z z L m =h 0,1l m l =±⋅⋅⋅± P155图18.3轨道角动量矢量模型自旋假设：S =u r s=12 12z s =±h 朗德g 因子: 222ˆˆ31()ˆ22j s l g j-=+ 2ˆ(1)s s s =+ 2、 泡利原理（1） 实验：氦光谱有两套光谱：单一态和三重态（早先认为氦有正氦和仲氦）（2） 理论：泡利不相容原理：在一个原子中不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的（n,l ,m l ,s m ）即原子中的每一个状态只能容纳一个电子。

原子物理试卷
专业：
学号：
姓名：
一、简要回答下列问题（50分）
1、已知普朗克公式是：。

斯忒藩一玻尔曼定律是R=σT4。

问R和rν的关系如何？
2、玻尔的氢原子理论中的两个假设是什么？
3、微分散射截面的物理意义是什么？
4、波函数γ（r，t）应满足三个标准条件？在什么条件下，薛定方程可简化成定态薛定谔方程？定态波涵数的物理意义是什么？
5、对于电子组态2p4f，接L-S耦合。

写出所有的原子态。

6、在He原子能级图中，不存在1S1S3S1能态，为什么？
7、在解氢原子的薛定谔方程时得到主量子数n，角量子数1和磁量子数m，试写出这三个量子数的取值范围。

8、在史特恩一盖拉赫实验中，如果让处于3P2状态的银原子通过非均匀的磁场区，问在相片上会出现几条束斑？为什么？
9、La原子处在2D5/2状态，问其轨道角动量、自旋角动量、总角动量和总磁矩分别为多少？
10、碱金属的光谱项为Tn1= ，同：△1的出现和什么原因有关？
二、（15分）
正电子素是由一个正电子和一个电子所组成的束缚系统，正电子带电量为+e，它的其余性质和电子一样，试求：
（1）正电子素的第一玻尔轨道半径。

（2）正电子素的电离能
（3）正电子素的Ha线的波长
（已知：）
三、（15分）
试用测不准原理求一维线性谱振子的基态能量。

四、（20分）
锂原子的其态是2S1/2，如果价电子被激发到3P态。

试问：当被激发的原子由3P态返回到2S态时。

可能发射出几条光谱线？画出能级跃迁图（考虑精细结构）。