(完整版)原子物理试题集及答案

1 第一章

填空

1、（ ）实验否定了汤姆逊原子结构模形。答：（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）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、粒子散射实验实验得到的结果：

（A）绝大多数粒子的偏转角大于90。，

（B）只有1/800的粒子平均在2—3度的偏转角。

（C）只有1/800的粒子偏转角大于90。，其中有接近180。的。

（D）全部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a0=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20aanZ可得：2.116aA

因1,2n

由nban得 b1=1.053A, b2=2.116A

9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

2 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HR得

72100967758.142R

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.

巴尔末系

赖曼系

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：

2LdLLdnh

2hnL 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：tAqcos，动量：tmAqmpsin

由量子化通则得：TAmtdtmApdqnhT22022221sin

而谐振子能量是2221AmE

3 nhTnhE 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: hp 由4)11(212hxhxhpx得

mmx9.2342

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eV8103.3

解: 4hEt eVthE8103.34

4、一维简谐振子在n=2能级的量子化能量是（ ）

答：hn)21(=hh25)212(

5、已知德布罗意波函数为，在t时刻，单位体积内发现一个粒子的几率是（ ）

答：* 或 2

6、若质量为m的中子的德布罗意波长为，（不考虑相对论效应）则它的动能为（ ）。

答案222mh

7为使电子的德布罗意波长为，需要的加速电压为（ ）。

答案222mehU

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),,(zyx的统计解释：答案（B）

（A）),,(zyx 表示t时刻，（x，y，z）处单位体积内发现粒子的几率。

4 （B）2),,(zyx 表示t时刻，（x，y，z）处单位体积内发现粒子的几率。

（C）dzyx),,(表示t时刻在体积d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 |  |2小到达几率小的地方，暗纹处是粒子 |  |2大到达几率大的地方。

（B）亮纹处是粒子 |  |2小到达几率大的地方，暗纹处是粒子 |  |2大到达几率大的地方。

（C）亮纹暗纹处都是粒子 |  |2大到达几率一样的地方。

（D）亮纹处是粒子 |  |2大到达几率大的地方，暗纹处是粒子 |  |2小到达几率小的地方。

4、若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粒子的德布罗意波长是：

（A）eRBh2 ，（B）eRBh ，（C）eRBh21 ， （D）eRBh1 。

答案（A）

过程RvmeBv22 meBRv2 eRBhph2。

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(llL得：

2100LlLl

9、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）

5 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（ slmmsln,,,, ）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）slmm,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3S1不可能自发跃迁到基态1S0 。

（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）1P2 ， （C）2D2 ， （D）5F0 。

3、判断下列各态中那一个原子态是存在的 [ ]答A

（A） 3F2 ， （B）5F0 ， （C）3D1/2 ， （D）6P1/2 。

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：*nRT

5、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 2D3/2表示下面那一个是对的： [ ]答C

（A）2,2/3,3jln的原子态。多重数是2

（B）2/3,1,3jln的原子态。多重数是2