完整版)原子物理学练习题及答案1、在电子偶素中，正电子与负电子绕共同质心运动。
在n=2状态下，电子绕质心的轨道半径等于2m。
2、氢原子的质量约为938.8 MeV/c2.3、一原子质量单位定义为原子质量的1/12.4、电子与室温下氢原子相碰撞，要想激发氢原子，电子的动能至少为13.6 eV。
5、电子电荷的精确测定首先是由XXX完成的。
特别重要的是他还发现了电荷是量子化的。
6、氢原子n=2.l=1与氦离子He+ n=3.l=2的轨道的半长轴之比为aH/aHe+=1/2，半短轴之比为bH/bHe+=1/3.7、XXX第一轨道半径是0.529×10-10 m，则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=2.12×10-10 m，半短轴b有两个值，分别是1.42×10-10 m，2.83×10-10 m。
8、由估算得原子核大小的数量级是10-15 m，将此结果与原子大小数量级10-10 m相比，可以说明原子核比原子小很多。
9、提出电子自旋概念的主要实验事实是XXX-盖拉赫实验和朗茨-XXX。
10、钾原子的电离电势是4.34 eV，其主线系最短波长为766.5 nm。
11、锂原子（Z=3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为1.19 eV。
12、考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为2P1/2 -。
2S1/2.13、如果考虑自旋，但不考虑轨道-自旋耦合，碱金属原子状态应该用量子数n。
l。
XXX表示，轨道角动量确定后，能级的简并度为2j+1.14、32P3/2 -。
22S1/2与32P1/2 -。
22S1/2跃迁，产生了锂原子的红线系的第一条谱线的双线。
15、三次电离铍（Z=4）的第一玻尔轨道半径为0.529×10-10 m，在该轨道上电子的线速度为2.19×106 m/s。
16、对于氢原子的32D3/2态，其轨道角动量量子数j=3/2，总角动量量子数J=2或1，能级简并度为4或2.20、早期的元素周期表按照原子量大小排列，但是钾K（A=39.1）排在氩Ar（A=39.9）前面，镍Ni（A=58.7）排在钴Co（A=58.9）前面。
XXX发现了Kα线波长的规律后，纠正了它们的排列次序。
根据这些元素的Kα线波长，Ar：0.419nm；K：0.374nm；Co：0.179nm和Ni：0.166nm，可以求出它们的原子序数，分别为18、19、27和28.21、当X射线管所加高压为1万伏时，测得X射线连续谱的最短波长为0.124nm，已知其它物理常数，可以求普朗克常数h。
根据公式E=hc/λ，其中E为能量，λ为波长，c为光速，则h=Eλ/c。
由于X射线连续谱的最短波长对应的能量为E=hc/λ=eV，c为光速，则普朗克常数h=6.626×10-34J·s。
22、证明+Be衰变为3Li只可能通过轨道电子俘获的方式，而不可能通过β衰变方式。
+Be衰变为3Li的核反应方程式为7M(4Be)→7M(3Li)+β+νe。
由于7M(4Be)的质量大于7M(3Li)和一个β粒子的质量之和，因此β衰变是允许的。
但是由于能量和动量守恒，β衰变需要释放出一个高能电子，而+Be核的轨道电子的能量并不足以将这个高能电子俘获，因此+Be衰变为3Li只可能通过轨道电子俘获的方式。
23、一克镭Ra初始时每秒钟内有3.7×1010个核发生衰变，求该核的半衰期和平均寿命。
半衰期是指半数衰变所需的时间，可以用公式t1/2=ln2/λ来计算，其中λ为衰变常数，可以通过每秒发生衰变的核数和初始核数的比值计算得到，即λ=ln2×(每秒发生衰变的核数/初始核数)。
由于一克镭含有6.022×1023个核，因此初始核数为6.022×1023，每秒发生衰变的核数为3.7×1010个，因此λ=ln2×(3.7×1010/6.022×1023)≈1.55×10-10s-1.代入公式可得半衰期t1/2=ln2/λ≈4.46×109s≈141年。
平均寿命是指一个核的平均存在时间，可以用公式τ=1/λ来计算，即τ=1/(3.7×1010/6.022×1023)≈1.63×1013s≈5.17×105年。
24、按照核力的介子理论，核力的较长程部分是通过核子间交换π介子而传递的。
已知π介子质量mπ≈270me，试据此估算核力的作用力程。
根据海森堡不确定性原理，ΔxΔp≥h/4π，其中Δx为位置的不确定度，Δp为动量的不确定度，h为普朗克常数。
对于π介子，由于它是虚粒子，不存在于真空态中，因此其位置的不确定度为其作用力程，即Δx≈λ，其中λ为π介子的作用力程。
由于π介子的质量为mπ≈270me，因此其动量的不确定度为Δp≈h/(4πΔx)≈h/(4πλ)。
根据相对论能量-动量关系E2=p2c2+m2c4，其中E为能量，p为动量，c为光速，则p=√(E2-m2c4)/c，因此π介子的动量为pπ≈√(mπ2c4)/c≈220MeV/c。
由于π介子的动量和动能与其作用力程有关，因此可以估算出核力的作用力程为λ≈h/(4πΔp)≈1.4×10-15m。
6、8/9，2/3；7、4.76×10⁻¹⁰m。
3.1.59A在第6和第7行中，需要将“；”改为“，”。
在第7行中，需要删除“3,”，因为它没有任何意义。
在第7行中，需要将“1.59A”改为“1.59 Å”。
改写后：第6行为“8/9，2/3”，第7行为“4.76×10⁻¹⁰m，1.59 Å”。
8、10⁻¹⁵m，10⁻¹⁰m，原子核模型是正确的，核只占原子中很小的一部分。
在第8行中，需要将“10-15m”和“10-10m”改为“10⁻¹⁵m”和“10⁻¹⁰m”，并在句末加上句号。
改写后：第8行为“10⁻¹⁵m，10⁻¹⁰m。
原子核模型是正确的，核只占原子中很小的一部分。
”9.碱金属光谱的精细结构；XXX-XXX实验。
在第9行中，不需要进行任何修改。
10.2.86×10²在第10行中，需要将“×”改为“×”符号。
改写后：第10行为“2.86×10²”。
11.0.6612.n 22S₁/₂→2P₃/₂ n2S₁/₂→22P₁/₂。
在第11行中，需要将“0.6612.n”改为“0.6612 n”，并在句末加上句号。
在第11行中，需要将“22S₁/₂”和“2P₃/₂”之间的箭头改为“→”符号。
在第11行中，需要将“n2S₁/₂”和“22P₁/₂”之间的箭头改为“→”符号。
改写后：第11行为“0.6612 n。
22S₁/₂→2P₃/₂，n2S₁/₂→22P₁/₂。
”13.n、l、s、mₗ、mₗ；2(2l+1)14.主、次。
15.0.013nm，8.8×10⁶m·s⁻¹。
在第13行中，需要将“m”和“l”之间的下标“l”改为“ₗ”，将“m”和“s”之间的下标“s”改为“ₗ”。
在第13行中，需要将“2（2l+1）”改为“2(2l+1)”并在句末加上句号。
在第15行中，需要将“8.8×10⁶m s⁻¹”中的“”符号改为“·”符号。
改写后：第13行为“n、l、s、mₗ、mₗ；2(2l+1)。
”，第15行为“0.013 nm，8.8×10⁶ m·s⁻¹。
”16.4.44×10⁻⁶。
提示：精细结构引起的能量移动为:−Rhcα²/n³(j+1/2)4n（13−l）；电子动能与电子与核静电相互作用能之和为:−Rhc/n²(1/2)。
其比为:α²(13−l)/(n(j+1/2))。
17、18、T₄s；T₄D。
19、ΔxΔp≥1/2.20、η；ΔEΔt≥η。
21.hc~4πmc~λΔv；1.00.22.氦；1S（或2s²1S）；3.Δv或μBe。
23.±1；±1（除外）。
24.单（或三）；三（或单）；两；仲（或正）；正（或仲）。
25.（1s2s）³S₁（前面的组态可以不写）；ΔS=0（或ΔL=±1，或∑li=奇↔∑li=偶）。
26.4；1；0,1,2；27、p₁,D₂,F₃和p₀₁₂,D₁₂₃,F₂₃₄；28.2；0.927×10⁻²³ J或5.79×10⁻⁵ eV。
29.原子的有效磁矩是原子的总磁矩在总角动量方向上的投影。
30.在同一原子中不能有两个或两个以上的电子处于同一状态（或：在同一原子中不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的n。
l。
mₗ。
mₗ四个量子数）；XXX；玻。
31.7.16×10⁻³²。
32.4S₃₂；4；4；2.色。
34.（主量子数）n；{角量子数（或轨道量子数）}l；K；M；O。
注：（括号内的文字可不填）。
35.单；三；五。
36.XXX；很强的贯穿本领；不被电磁场偏转；使气体电离；使照相底片感光。
注：不能答：本质为电磁波。
37、n>1，n=1，2，138.非极性；极性。
39.22.8.40.同位素；同量异位素。
41.正；rA^(1/3)；核子数A；均相同。
42.氦核⁴₂He。
在第16行中，需要将“4.44×10-6”改为“4.44×10⁻⁶”。
在第16行中，需要将“Rhcα2”改为“Rhcα²”，将“4n”和“(13-l)”之间的“（-）”符号改为“-”符号。
在第16行中，需要将“j+1/24n”改为“j+1/2)/4n”并在句末加上句号。
在第16行中，需要将“Rhc/n²(1/2)”改为“-Rhc/n²(1/2)”并在句末加上句号。
在第16行中，需要将“α2(13-l)/(n(j+1/24n))”改为“α²(13-l)/(n(j+1/2))”并在句末加上句号。
在第21行中，需要将“~”符号改为“≈”符号。
在第22行中，需要将“2s2s1S”改为“2s²1S”。
在第26行中，需要将“0,1,2”改为“0，1，2”并在句末加上句号。
在第27行中，需要将“p012,D123,F234”改为“p₁,D₂,F₃和p₀₁₂,D₁₂₃,F₂₃₄”。
在第38行中，需要将“rA1/3”中的“r”改为“R”并在句末加上句号。
改写后：第16行为“4.44×10⁻⁶。
