原子物理课后答案期末重点.docx
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原子物理课后答案期末重点
1.1速度为v的非相对论的α粒子与一静止的自由电子相碰撞,
试证明:
α粒子的最大偏离角约为10-4rad.
要点分析:
碰撞应考虑入射粒子和电子方向改变.并不是像教材
中的入射粒子与靶核的碰撞(靶核不动).注意这里电子要动.
证明:
设α粒子的质量为Mα,碰撞前速度为V,沿X方向入射;
碰撞后,速度为V',沿θ方向散射。
电子质量用me表示,碰撞
前静止在坐标原点O处,碰撞后以速度v沿φ方向反冲。
α粒子-
电子系统在此过程中能量与动量均应守恒,有:
sin2(θ+φ)-sin2φ=0
即
2cos(θ+2φ)sinθ=0
(1)若sinθ=0,
则θ=0(极小)(8)
(2)若cos(θ+2φ)=0
则θ=90º-2φ(9)
此题得证。
1.2
(1)动能为5.00MeV的α粒子被金核以90°散射时,它的
瞄准距离(碰撞参数)为多大?
(2)如果金箔厚1.0μm,则入射α粒子束以大于90°散射(称
为背散射)的粒子数是全部入射粒子的百分之几?
要点分析:
第二问是90°~180°范围的积分.关键要知道n,
注意推导出n值.
答:
散射角为90º所对所对应的瞄准距离为22.8fm.
(2)解:
第二问解的要点是注意将大于90°的散射全部积分出来.
(问题不知道nA,但可从密度与原子量关系找出)
从书后物质密度表和原子量表中查出ZAu=79,AAu=197,
第二章
其三条谱线的波长分别为97.3nm,102.6nm,121.6nm.
第四章
4-6.在史特恩-盖拉赫实验中,原子态的氢从温度为400K的炉中射
出,在屏上接受到两条氢束线,间距为0.60cm.若把氢原子换成氯
原子(基态为2P3/2),其它实验条件不变,那么,在屏上可以接受到
4
几条氯束线?
其相邻两束的间距为多少?
解:
已知Z2=0.30cmT=400K3kT=3×8.617×10-5×
400eV=0.103eV
J=1/2gj=2mjgj=±1
4-11试计算在B为2.5T的磁场中,钠原子的D双线所引起的塞曼
分裂.
2P1/21/对应有m1=±1/2,g1/2=2/3,m1g1=±1/3
2P3/23/对应有m2=±1/2,g3/2=4/3,m2g2=±2/3,±6/3
10
能级分裂大小:
P3/2能级分裂大小:
m2g2从+6/3→+2/3为4/3μBB
P1/2能级分裂大小:
m2g2从+1/3→-1/3为2/3μBB
S1/2能级分裂大小:
m1g1从+1→-1为2μBB
第五章
5-9证明:
一个支壳层全部填满的原子必定具有1S0的基态.
第六章
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