可知一共可产生10条光谱线（图上实线所示）
（2）若那个电子被激发到2P态，则仅可能产生一条光谱线（图上虚线所示）
5－10解：
1133（1）(nd)2组态可形成的原子态有：1S0,D2,G4,P2,1,0,F4,3,2。
利用斯莱特方法求解如下：
?L1?2;L2?2?ML1?2,1,0,?1,?2;ML2?2,1,0,?1,?2? 对(nd)2组态:?1111?S1?;S2??MS1??;ML2??2222? 根据泡利原理:可能的ML和MS数值如下表
MS ML 4 3 -1 (1,-1/2)(2,-1/2) 0 (2,1/2)(2,-1/2) (1,1/2)(2,-1/2) (1,-1/2)(2,1/2) (0,1/2)(2,-1/2);(1,1/2)(1,-1/2) (0,-1/2)(2,1/2) (0,1/2)(1,-1/2);(1,1/2)(0,-1/2) (2,1/2)(-1,-1/2);(-1,1/2)(2,-1/2) (0,1/2)(0,-1/2); (-2,1/2)(2,-1/2) (2,1/2)(-2,-1/2); (-1,1/2)(1,-1/2) (1,1/2)(-1,-1/2) (0,1/2)(-1,-1/2);(-1,1/2)(0,-1/2) (-2,1/2)(1,-1/2);(1,1/2)(-2,-1/2) (0,1/2)(-2,-1/2);(-1,1/2)(-1,-1/2) (0,-1/2)(-2,1/2) (-1,1/2)(-2,-1/2) (-1,-1/2)(-2,1/2) (-2,1/2)(-2,-1/2) 1 (1,1/2)(2,1/2) 2 (0,1/2)(2,-1/2) (0,-1/2)(1,-1/2) (2,-1/2)(-1,-1/2) (1,-1/2)(-1,-1/2) (2,-1/2)(-2,-1/2) (0,-1/2)(-1,-1/2) (-2,-1/2)(1,-1/2) (0,1/2)(-2,-1/2) (0,-1/2)(2,-1/2) (0,1/2)(1,1/2) (2,1/2)(-1,1/2) (1,-1/2)(-1,-1/2) (2,-1/2)(-2,-1/2) (0,1/2)(-1,1/2) (-2,1/2)(1,1/2) (0,-1/2)(-2,-1/2) 1 0 -1 -2 -3 -4
(-1,-1/2)(-2,-1/2) (-1,1/2)(-2,1/2) L?4,S?0?J?4?1G4； L?3,S?1?J?4,3,2?3F4,3,2；
1L?1,S?1?J?2,1,0?3P2,1,0；L?2,S?0?J?2?D2；
L?0,S?0?J?0?1S0
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根据洪特定则和正常次序，可知其中3F2的能量最低。 （2）钛原子（Z＝22）基态的电子组态为
1S22S22P63S23P63d24S2。
因满支壳层的轨道角动量、自旋角动量及总角动量都等于零，故而未满支壳层的那些电子的角动量也就等于整个原子的角动量。由（1）中讨论可知，3d组态所形成的原子态中，能量最低的（即基态）为3F2。
25－11解：
一束窄的原子束通过非均匀磁场后，在屏上接受到的束数由原子的总角动量J决定（2J+1条）。氦原子（Z=2）基态的电子组态1s，其基态必为1S0，即J＝0。因此，在屏上只能接受到一束。
221J? 硼原子（Z＝5）基态的电子组态为1s2s2p，其基态为1P1/2，即
21。因此，在2屏上可接受到两束。
5－12解： （1）
15P的基态的电子组态:1s22s22p63s23p3，最外层电子数为满支壳层（6个）
1113?S?????2222??L?1?0?(?1)?04的一半。则根据洪特定则：? 基态为：S32
?J?S?3?2?2S?1?4?（2）16S的基态的电子组态:1s22s22p63s23p4，最外层电子数大于满支壳层（6个）
1111?S?????1?2222??的一半。则根据洪特定则：?L?1?0?(?1)?1?1 基态为：3P2
?J?S?L?2???2S?1?3（3）17Cl的基态的电子组态:1s22s22p63s23p5，最外层电子数大于满支壳层（6个）
111111?S???????222222??L?1?0?(?1)?1?0?13的一半。则根据洪特定则：? 基态为：P32
?J?S?L?3?2?2S?1?3?
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（4）18Ar的基态的电子组态:1s22s22p63s23p6，最外层电子数等于满支壳层所能
??S?1容纳的电子数（6个）则根据洪特定则：??2?111112?2?2?2?2?0?L?1?0?(?1)?1?0?(?1)?0
??J?0??2S?1?1基态为：1S0
第六章 X射线
6-1)解： ?1.24(nm)1.24(min?V(kV)?V(kV)?nm)0.0124(nm)100kV
6-2)解： ?k??0.246?1016(Z?1)2Hz
?c2.998?108k????0.0685?10?9?4.38?1018Hz 代入解得：Z=43
6-3)解： L吸收限指的是电离一个L电子的能量
即：E?-EL??EL?hvL?hc?
L而：?EhcK?E?-EK?EL?EK??
L?16K?的Moseley公式为：vK??0.246?10(Z-1)2
而：?hvK??EL?EK
将Z?60;?L?0.19nm代入解得：?EK?42.0KevV 6-5)解：① K层电子结合能为： EK?hc??1.24KeV?nm?87.9K0.0141nmKeV
由K?线的能量体系，EK??Ek?EL得L层电子结合能为：
EL?Ek?EK??87.9KeV?hc??87.9KeV?1.24KeV?nm?13K0.nm0167.6KeV
28
同理可得：M,N层电子结合能为：EM?3.0KeV;EN?0.6KeV 由此可得Pb原子K,L,M,N能级图（如下图所示）
0.6KeV
② 要产生L系谱线，必须使L层由空穴，所以产生L系得最小能量是将L电子电离，此能量为13.6ev由图可知，Lα系的能量：
h?L??EL??EL?EM?13.6?3.0?10.6KeV
hvL??EL???L??hc?0.117nm EL?6-6)解：根据布喇格公式，一级衍射加强的条件为：2dsin???
式中，d为晶格常数，即晶元的间距，将??0.54nm;??120?代入得：
d??2sin??0.54nm?0.31nm
2sin60?即：d?0.31nm即为所求
6-7)解：
① 散射光子得能量可由下式表示：
h???h?h? ,其中:??21??(1?cos?)mec当：hv?mec2时，??1
当：??180?时， 散射光子的能量hv'最小:
(h??)min?h?11?mec2??0.511MeV?0.170MeV 1?2?33???② 系统动量守恒：P?P??Pe
?由矢量图可知：当??180?时，Pe最大，此时
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h114?(mec2?mec2)?mec2 ???c33c?0.681(MeV/c)?3.64?10?22(kg?m/s)Pe?P??P??h6-8)解： ompton散射中，反冲电子的动能为：
EK?hvr(1?cos?)
1?r(1?cos?)当??180?时，EK最大
????????rr1小，E?hvhv??????180180??时，时，最大，亦即：最大，亦即：EEKK最大最大???E? KK?1111??coscos???????rr?????11??coscos??????2r?（EK）max?hv?10kevV
1?2r将r?hv代入，并注意到mec2?511kevV得：(hv)2?10hv?5?511?0 2mec)）即为入射光子的质量 解此方程得：hv?56(kevV
6-9)解：
Compton波长由h??mpc2决定
?质子的Compton波长是：?p?c??hchc1.24KeV?nm?6???1.32?10nm 2h?mpc938.3MeVr(1?cos?)hv，其中r?
1?r(1?cos?)mec2在compton散射中，反冲粒子的动能为：EK?hvmc2EK?0 解得：(hv)?EK(hv)?1?cos?2mc2EkEk?Ek?41?cos?（\?\号对应的正根，?＝180?时最小）hv? 22Ek?Ek2?2mc2EkV，即为入射光子的最小能量 ?(hv)min??54.6Mev26-13)解：（1）根据洪特定则求基态电子组态为4d85s1的基态谱项：
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