原子核物理试题及答案

兰州大学2005～2006学年第 1学期

期末考试试卷（B卷）答案

1.解:

复合核的激发能为： aAAaABEmmmE

将题中数据分别代入上式可以求得

1E=17.60MeV 2E=18.13MeV

3E=19.15MeV 4E=19.84MeV

2.解：

该原子核的质量数介于150和190之间，也在大形变区，所以其能级为转动能级，对于奇A核存在一个转动带，可以确定K=3/2。

于是可以确定第一激发能和第二激发能的能级特征分别为2725。

通过计算能级之间的能量比之发现，实验值和理论之完全相符。故而假设是正确的。由此可以求得：

MeVEKKEKKEEKK6.2431631631*27329

所以，29能级的能量为243.6MeV

3.解：

液滴模型：物理内涵：把原子核当做荷电的液滴，将核子比作液体中的分子。

实验依据：（1）比结合能曲线，原子核的平均每个核子的结合能几乎是常量。（2）原子核的体积近似地正比于核子数，核物质密度几乎是常量，表示原子核不可压缩的

成功之处：主要用来计算原子核基态的结合能和原子核的质量，并且用来介绍原子核裂变

壳模型： 物理内涵：把原子核中的每个核子看作是在一个平均场中运动，这个平均场可看成一个有心力场；核子在核内有较大的平均自由程，即单个核子能被看成在核中独立运动

实验依据：“幻数”的存在，幻数核具有较好的稳定性，实验所测结合能和液滴模型所算结合能在幻数附近偏差大。

成功之处：（1）原子核基态的角动量和宇称

（2）同核异能素岛的解释

（3）核的磁矩

（4）核的电四极距

（5）γ跃迁几率

集体运动模型：物理内涵：在考虑核子独立运动的同时，还要考虑原子核的集体运动，在壳模型的基础上并考虑原子核集体运动发展而形成集体运动模型。

实验依据：偶偶核的低激发能级规律（1）在双幻数核附近，可用壳模型来解释（2）离双幻数核稍远的原子核（60220），这类能级是由原子核的转动产生的。

原子核物理试题及答案

一、选择题（每题2分，共20分）

1. 原子核由哪两种粒子组成？

A. 质子和中子

B. 电子和质子

C. 质子和电子

D. 中子和电子

答案：A

2. 放射性衰变中，哪种衰变不涉及质量数的变化？

A. α衰变

B. β衰变

C. γ衰变

D. 电子俘获

答案：C

3. 核反应方程中，质量数和电荷数必须守恒，以下哪个方程式是正确的？

A. _{2}^{4}He + _{1}^{1}H → _{3}^{7}Li + _{0}^{1}n

B. _{2}^{4}He + _{1}^{1}H → _{3}^{6}Li + _{0}^{1}n

C. _{2}^{4}He + _{1}^{1}H → _{3}^{5}Li + _{0}^{1}n

D. _{2}^{4}He + _{1}^{1}H → _{3}^{4}Li + _{0}^{2}n

答案：A

4. 以下哪种力是核力？

A. 万有引力

B. 电磁力

C. 核力

D. 弱相互作用力

答案：C

5. 核裂变和核聚变的主要区别是什么？

A. 核裂变释放能量，核聚变吸收能量

B. 核裂变吸收能量，核聚变释放能量 C. 核裂变涉及重核分裂，核聚变涉及轻核结合

D. 核裂变涉及轻核结合，核聚变涉及重核分裂

答案：C

6. 以下哪种粒子不带电？

A. 质子

B. 中子

C. 电子

D. 正电子

答案：B

7. 核磁共振（NMR）技术中，哪种粒子的自旋被用来探测分子结构？

A. 质子

B. 中子

C. 电子

D. α粒子 答案：A

8. 以下哪种衰变产物是稳定的？

A. _{-1}^{0}e

B. _{-1}^{0}β

C. _{2}^{4}He

D. _{0}^{1}n

答案：C

9. 以下哪种粒子的静止质量最大？

A. 质子

B. 中子

C. 电子

D. 光子

答案：B

10. 核反应中，哪种粒子的发现证实了中微子的存在？

A. _{-1}^{0}β B. _{-1}^{0}e

兰州大学2007～2008学年第 1学期

期末考试试卷（A卷）答案

一、解：

1、核素的质量过剩：以u为单位的核素的原子质量与它的核子数A所对应的质量差称为核素的质量过剩，即Z=2CZ

2、轨道电子俘获：发生如下β衰变称之为轨道电子俘获：

即AZAZe1,即为母核俘获一个轨道电子，生成子核，放出中微子。

3、穆斯鲍尔效应：为减少子核的反冲能，穆斯鲍尔提出将原子核束缚在固体晶格中以便使其尽可能固定，即将放出γ光子和吸收γ光子的原子核束缚在晶体中，这样，当γ光子满足一定的能量条件时，γ光子被强烈吸收，此时反冲的不仅仅是原子核，而是整块晶体，晶体的质量与原子核的质量相比，大得无可比拟，故此时反冲核的能量实际等于零，这种无反冲的核的共振吸收过程，称为穆斯鲍尔效应。

4、长射程子粒子：从母核的激发态，发生α衰变到子核的基态，所放出的α粒子，称为长射程α粒子。

二、解：

原子核的壳层摸型在解释基态的自旋和宇称，及双幻核附近的能级规律很好，但在解释原子核的电四极矩和γ跃迁时却出现了很大的偏差，对子远离双幻核的一些规律，壳层摸型与实验结果也有很大偏差，在此基础之上引出了集体运动模型。集体运动模型的基本思想：基体运动模型是考虑了整个原子核集体运动的模型，原子核集体运动模型存在转动和振动，振动是在对称势能附近的振荡，集体运动模型是在原子核壳层模型之上发展起来的，即原子核壳层模型的基本思想在集体模型中是成立的，集体模型又考虑了集体核子的振动和转动形变，集体运动模型很好他解释了双幻核附近及远离双幻核的振动能级和转动能通级与实验变量相等，此外还成功解释了原子核电四矩、磁矩也与实验结果吻合。

三、解：

“11B（d, α）9Be”

反应能BbabaBbBaAEEAAEbAAEaAAQcos21121

由于Aa=2，Ab=4 AB=9 Ea=1.51MeV Eb=6.37MeV

山东师范大学2010-2011年原子物理期中试题

物理学专业

一．填空题。

1.原子是由 组成的，原子核的线度在 数量级，原子的线度在 数量级。

2.氢原子基态能量E1= eV，波尔轨道半径r1=a1= 。

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．处于基态的银原子束通过一横向不均匀磁场时发生的两分裂（即史特恩-盖拉兹实验）解释了电子 的存在，由于电子的

和 相互作用。碱金属原子能级出现了能级分裂（s项除外）。

二．简答题（10’共20’）

1.简述波尔对原子结构理论的贡献。

2.简述泡利不相容原理。

三．综合题（下面五题每题18分，任选其中两题）

1.在索寞菲—波尔理论中画出当量子数n取3时电子可能的所有轨道图。

2.夫兰克-赫兹实验的物理意义、实验简图、实验曲线是什么？

3.画出氢原子巴耳末第一条谱线的精细结构的能级及跃迁图。

4.按L-S耦合写出下列组态所构成的全部原子态，并标出原子态的符号。

（1）nsn’d (2)ndn’d 5.电子自旋的提出者是谁？他的实验依据是？试说明。