原子物理试题集与答案
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第一章填空1、（ ）实验否定了汤姆逊原子结构模形。
答：（α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 ）α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、α粒子散射实验实验得到的结果：（A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。
，（B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。
（C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。
，其中有接近180。
的。
（D ）全部α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 ， （ ）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a 0=0.529A,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（ ）A ，半短轴分别为（ ）A 、（ ）A 。
解：根据半长轴20a a nZ =可得： 2.116a =A 因1,2n φ= 由n b a n φ=得 b 1=1.053A, b 2=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）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， )121(122∝-=H R λ得 =⨯==72100967758.142R λ 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=3.9、用量子化通则证明玻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：⎰⎰===πϕϕ2L d L Ld nhπ2h n L =∴ 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：t A q ωcos =，动量：t mA qm p ωωsin -== 由量子化通则得：T A m tdt m A pdq nh T 22022221sin ωωω===⎰⎰ 而谐振子能量是2221A m E ω=νnh Tnh E ==∴ 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300A ，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: λhp = 由πλλλλ4)11(212h xh xh p x ≥∆∆=-∆=∆∆得 mm x 9.2342=∆≥∆λπλ 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eV 8103.3-⨯解: π4h E t ≥∆∆ eV th E 8103.34-⨯=∆≥∆π 4、一维简谐振子在n=2能级的量子化能量是（ ） 答：νh n )21(+=ννh h 25)212(=+ 5、已知德布罗意波函数为ψ，在t 时刻，单位体积内发现一个粒子的几率是（ ） 答：*ψψ 或 2ψ6、若质量为m 的中子的德布罗意波长为λ，（不考虑相对论效应）则它的动能为（ ）。
答案222λm h 7为使电子的德布罗意波长为λ，需要的加速电压为（ ）。
答案222λme h U =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),,(z y x ψ的统计解释：答案（B ）（A ）),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。
（B ）2),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。
（C ）τd z y x ),,(ψ表示t 时刻在体积τd 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 | ψ |2小到达几率小的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方。
（B ）亮纹处是粒子 | ψ |2小到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方。
（C ）亮纹暗纹处都是粒子 | ψ |2大到达几率一样的地方。
（D ）亮纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2小到达几率小的地方。
4、若α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α粒子的德布罗意波长是：（A ）eRB h 2 ，（B ）eRB h ，（C ）eRBh 21 ， （D ）eRBh1 。
答案（A ） 过程R v m eBv 22= meBR v 2= eRB h p h 2==λ。
计算：8、求氢原子中电子在第二能级（n=2）的轨道角动量大小？（结果用 表示）解：n=2时，1,0=l 所以由轨道角动量 )1(+=l l L 得：2100=→==→=L l L l9、电子和光子的波长都是2A，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（ ），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（ s l m m s l n ,,,, ）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 ）l 为主量子数。
（C ）S 为轨道取向量子数。
（D ）s l m m ,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3S 1不可能自发跃迁到基态1S 0 。
（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 ）1P 2 ， （C ）2D 2 ， （D ）5F 0 。
3、判断下列各态中那一个原子态是存在的 [ ]答A（A ） 3F 2 ， （B ）5F 0 ， （C ）3D 1/2 ， （D ）6P 1/2 。
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：*n RT5、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 （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 2D 3/2表示下面那一个是对的： [ ]答C（A ）2,2/3,3===j l n 的原子态。
多重数是2（B ）2/3,1,3===j l n 的原子态。
多重数是2（C ）2/3,2,3===j l n 的原子态。
多重数是2（D ）2/3,2,9===j l n 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：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252323212222,,,D D P P解图：212323252222P P D D 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232525272222,,,D D F F 232525272222D D F F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（J g P me g 2=μ） 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J μ 受磁场力矩的作用，绕B 连续进动的现象。
