Ａ.1s22s22p63s23p6 1S0 Ｂ.1s22s22p6２p63d8 3P0 Ｃ.1s22s22p63p8 1S0 Ｄ. 1s22s22p63p43d2 2D1/2 8．原子发射伦琴射线标识谱的条件是： Ａ.原子外层电子被激发 Ｂ.原子外层电子被电离
Ｃ.原子内层电子被移走 Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强 9．原子核平均结合能以中等核最大, 其值大约为
A.8.5~7.5MeV B.7.5~7.7MeV C.7.7~8.7MeV D.8.5~8.7MeV 10．发生?+衰变的条件是
A.M(A,Z)＞M(A,Z－1)＋me B.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋2me C. M(A,Z)＞M(A,Z－1) D. M(A,Z)＞M(A,Z－1)＋2me 二、简述题（每小题2分，共20分）
1．什么是电子？
2．波恩对波函数作出什么样的解释？
3．碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么？造成碱金属原子精细能级的原因是什么？ 4．何谓衰变常数、半衰期、平均寿命？ 5．基本粒子按其相互作用可分为几类？
?三、（15分）不计电子自旋当电子在垂直于均匀磁场B的平面内运动时,试用玻尔理论求电子动态轨道半径
和能级。
四、（10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。
五、（15分）镉原子在1D2→1P1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子置于强度为2T的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃迁图。） 六、（10分）用中子打击
199F产生
9O，并放出一个新粒子，写出核反应方程式；在实验室坐标系中，这
10Q（
种核反应发生时中子必须有的最小的能量是4.1MeV，试求反应能值
u）。
n：1.008665u，
199F：18.998405
原子物理学试题（B卷）标准答案和评分标准
一、选择题（每小题3分，共30分）
DBACCCACDD
二、简述题（每小题4分，共20分）
1．从电子的属性方面回答。（4分） 2．波函数模的平方现粒子的几率。（4分）
3．碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是原子实的极化、价电子贯穿原子实。（2分）。造成碱金属原子精细能级的原因是价电子的自旋与轨道的相互作用。（3分）
?2Ψ?r,t?表示t时刻在
x~x?dx,y~y?dy,z~z?dz区间单位体元内发
?＝4．
－dNdtN，
T?ln2?，
??1?。（4分）
5．光子、轻子、强子（重子、介子）。（4分）
??v二、（15分）设电子在均匀磁场中作匀速率圆周运动的半径为r、速度为，则有
evB?mvr2 （1）
mvr?n?,(n?1,2,?) （2）
rn?联立求得
n?eB,(n?1,2,?) （6分）
En?能量
eB?nm,?n?1,2,?? （4分）
三、（10分）（1）钠原子基态的电子组态1s22s22p63s；原子基态为2S1/2。（2分） （2）价电子被激发到4s态向基态跃迁时可发出4条谱线。（3分） （3）依据跃迁选择定则
?l＝?1,?j?0,?1 （2分）
能级跃迁图为 （3分）
42S 1/2 3P3/2 3P1/2 3S1/2 222 四、（15分）单重态之间的塞曼分裂为正常塞曼效应，相邻谱线之间的波数差为一个洛仑兹单位
?1???????2?46.6B0???? ，则得???0.39A （5分）
000和
?－＝6437.6A，?0＝6437A，?＋＝6438.39A （5分）
能级跃迁图为 （ 5分）
五、（10分）
10 1D2 1P1 ?－ ?0 ?＋ n?9F?19198O＋1H1 （5分）
Q??EminMM00?M1??3.89MeV （5分）
原子物理学试题（C卷）
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．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 2．夫—赫实验的结果表明：
A.电子自旋的存在 B.原子能量量子化 C.原子具有磁性 D.原子角动量量子化
??12.26V3．基于德布罗意假设得出的公式 ?的适用条件是：
A.自由电子，非相对论近似 B.一切实物粒子，非相对论近似 C.被电场束缚的电子，相对论结果 D.带电的任何粒子，非相对论近似 4．产生两条钠黄线的跃迁是：
A.32P1/2→32S1/2 , 32P1/2→32S1/2 B.3 2S1/2→32P1/2 , 32S1/2→32P3/2 C.3 2D3/2→32P1/2, 32D3/2→32P3/2 D.3 2D3/2→32P1/2 , 32D3/2→32P3/2 5．泡利不相容原理说:
A.自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中 B.自旋为整数的粒子能处于同一量子态中 C.自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中 D.自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中
6．在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线： A.0 B.1 C.2 D.3
7．氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为： Ａ.１Ｐ１ Ｂ.３Ｓ１ Ｃ .１Ｓ０ Ｄ.３Ｐ０ 8．原子发射伦琴射线标识谱的条件是： Ａ.原子外层电子被激发 Ｂ.原子外层电子被电离
Ｃ.原子内层电子被移走 Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强
9．已知钠原子核23Na基态的核自旋为I=3/2,因此钠原子基态32S1/2能级的超精细结构为 A.2个 B.4个 C.3个 D.5个 10．发生?－衰变的条件是
A.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋me B.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)－me C.M(A,Z)＞M(A,Z＋1) D.M(A,Z)＞M(A,Z＋1)＋2me 二、简述题（每小题4分，共20分）
1．简述玻尔对原子结构的理论的贡献和玻尔理论的地位与不足. 2．波恩对波函数作出什么样的解释？
3．碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么？造成碱金属原子精细能级的原因是什么？ 4．保里不相容原理内容是什么？ 5．基本粒子按其相互作用可分为几类？
二、（10分）当处于基态的氢原子被12.3eV光子激发后，被激发的氢原子可能产生几条谱线？求出相应谱线的频率（用玻尔理论，不考虑电子自旋）
三、（10分）钇原子基态为2D，用这种原子进行史特恩—盖拉赫实验时，原子束分裂为4束，求原子基态总磁矩及其在外磁场方向上的投影（结果用玻尔磁子表示）
四、（15分）镉原子在1D2→1P1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子置于强度为2T的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃迁图。
235五、（10分）已知
235U117的核子的平均结合能为7.572 MeV，
Sn118及
Sn的核子的平均结合能为8.6MeV，
求
U裂变为两个Sn核时放出多少能量？平均一个核子释放多少能量？
原子物理学试题（C卷）标准答案和评分标准
一、选择题（每小题3分，共30分）CBAADCCCAC 二、简述题（每小题4分，共20分）
1．玻尔理论成功之处：定态的概念，能量量子化，辐射频率法则，氢原子光谱五个线系的形成，为量子力学的建立奠定了基础。（2分）
局限性：没有脱离经典物理的框架，量子化条件的引入没有严密的数学证明，不能解释氢原子光谱的强度、宽度等，无法全面地描述原子现象。（2分）
2．．波函数模的平方
?2Ψ?r,t?表示t时刻在
x~x?dx,y~y?dy,z~z?dz区间单位体元内
发现粒子的几率。（4分）
碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是原子实的极化、价电子贯穿原子实。（2分）。造成碱金属原子精细能级的原因是价电子的自旋与轨道的相互作用。（2分）
4．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。（4分） 5．光子、轻子、强子（重子、介子）。（4分）
二、（10分）基态的氢原子被12.3eV光子激发后，跃迁到n?3的能级。（4分） 被激发的氢原子可能产生3条谱线，相应谱线的频率分别是
?1?2.918?10Hz,?2?2.46?10Hz,?3?4.57?10Hz
151515。（6分）
?1 ?2 ?1 三、（15分）（1）基态2D的钇原子束在外磁场中分裂为
2j?1?4j?束，由此得
32 ，由2D得
L?2,S?12，求得
g?35。 （5分） （2）
?J?ge2mePJ?31510?B。 （5分）
?Jz?g（3）
e2mePJz?gMJ??9?339???,,,??B2me?10101010?。 （5分）
e??1???????2?46.6B?四、（15分）正常塞曼效应，相邻谱线之间的波数差为一个洛仑兹单位???，则得
?＝6437.6A，?0＝6437A，?＋＝6438.39A???0.39A（5分）和－（5分）能级跃迁图为 （5
分）
2350000 1D2 1P1 ?－ ?0 ?＋ 五、（10分）一个
U共释放241.6MeV能量。 （5分）
平均一个核子释放1.036MeV能量。 （5分）
原子物理学总复习指导
名词解释：光谱，氢原子线系，类氢离子，电离电势，激发电势，原子空间取向量子化，原子实极化，
轨道贯穿，有效电荷数，电子自旋，磁矩，旋磁比， 拉莫尔进动，拉莫尔频率，朗德g因子，电子态，原子态，塞曼效应，电子组态， LS耦合，jj耦合，泡利原理，同科电子，元素周期表，壳层，原子基态，洪特定则，朗德间隔定则
数据记忆：电子电量，质量，普朗克常量，玻尔半径，氢原子基态能量，里德堡常量，hc，?c，玻尔磁子，精细结构常数，拉莫尔进动频率
著名实验的内容、现象及解释：α粒子散射实验，光电效应实验，夫兰克—赫兹实验，施特恩—盖拉赫实验，碱金属光谱的精细结构，塞曼效应，反常塞曼效应，
理论解释：（汤姆逊原子模型的不合理性），卢瑟福核式模型的建立、意义及不足，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义及不足，元素周期表
计算公式：氢原子光谱线系，玻尔理论能级公式、波数公式，角动量表达式及量子数取值（l，s，j），LS耦合原子态，jj耦合原子态，朗德间隔定则，g因子，塞曼效应，原子基态
谱线跃迁图：精细结构，塞曼效应；电子态及组态、原子态表示，选择定则，