1、原子物理学复习资料原子物理学总复习指导名词解释：光谱，氢原子线系，类氢离子，电离电势，激发电势，原子空间取向量子化，原子实极化，轨道贯穿，有效电荷数，电子自旋，磁矩，旋磁比， 拉莫尔进动，拉莫尔频率，朗德g因子，电子态，原子态，塞曼效应，电子组态， LS耦合，jj耦合，泡利原理，同科电子，元素周期表，壳层，原子基态，洪特定则，朗德间隔定则数据记忆：电子电量，质量，普朗克常量，玻尔半径，氢原子基态能量，里德堡常量，hc，c，玻尔磁子，精细结构常数，拉莫尔进动频率著名实验的内容、现象及解释：粒子散射实验，光电效应实验，夫兰克赫兹实验，施特恩盖拉赫实验，碱金属光谱的精细结构，塞曼效应，反常塞曼效应，
2、理论解释：（汤姆逊原子模型的不合理性），卢瑟福核式模型的建立、意义及不足，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义及不足，元素周期表 计算公式：氢原子光谱线系，玻尔理论能级公式、波数公式，角动量表达式及量子数取值（l，s，j），LS耦合原子态，jj耦合原子态，朗德间隔定则，g因子，塞曼效应，原子基态谱线跃迁图：精细结构，塞曼效应；电子态及组态、原子态表示，选择定则，1. 同位素 ：一些元素在元素周期表中处于同一地位，有相同原子序数，这些元素别称为同位素。2. 类氢离子：原子核外只有一个电子的离子，这类离子与氢原子类似，叫类氢离子。3. 电离电势：把电子在电场中加速，如使它与原子碰撞刚足以使原子电离，则加
3、速时跨过的电势差称为电离电势。4. 激发电势：将初速很小的自由电子通过电场加速后与处于基态的某种原子进行碰撞，当电场电压升到一定值时，发生非弹性碰撞，加速电子的动能转变成原子内部的运动能量，使原子从基态激发到第一激发态，电场这一定值的电压称为该种原子的第一激发电势5. 原子空间取向量子化：在磁场或电场中原子的电子轨道只能取一定的几个方向，不能任意取向，一般的说，在磁场或电场中，原子的角动量的取向也是量子化的。6. 原子实极化：当价电子在它外边运动时，好像是处在一个单位正电荷的库伦场中，当由于价电子的电场的作用，原子实中带正电的原子核和带负电的电子的中心会发生微小的相对位移，于是负电的中心不再在
4、原子核上，形成一个电偶极子，这就是原子实的极化。7. 轨道贯穿：当电子处在原子实外边那部分轨道时，原子实对它的有效电荷数Z是1，当电子处在穿入原子实那部分轨道时，对它起作用的有效电荷数Z就要大于1。8. 有效电荷数：9. 电子自旋：电子既有某种方式的转动而电子是带负电的，因而它也具有磁矩，这个磁矩的方向同上述角动量的方向相反。从电子的观点，带正电的原子实是绕着电子运动的，电子会感受到一个磁场的存在，电子既感受到这个磁场，它的自旋取向就要量子化。（电子内禀运动或电子内禀运动量子数的简称）10. 磁矩：11. 旋磁比：粒子磁动量和角动量的比值。12. 拉莫尔进动：是指电子、原子核和原子的磁矩在外部
5、磁场作用下的进动。13. 拉莫尔频率：f=，式中e和m分别为电子的电荷和质量，为导磁率，v为电子的速度。该频率被称为拉莫尔频率14. 朗德g因子：磁矩对于单个电子：对于LS耦合：式子中的L，S，J是各电子耦合后的数值15. 塞曼效应：当光源放在足够强的磁场中，所发出光谱的谱线会分裂成几条，而且每条谱线的光是偏振的。16. 电子组态：价电子可以处在各种状态，合称电子组态。17. 泡利原理：不能有两个电子处在同一状态。18. 同科电子：和l二量子数相同的电子称为同科电子。19. 壳层：20. 原子基态：原子的能量最低状态。21. 洪特定则：只适合于LS耦合，从同一电子组态形成的级中，（1）那重数最
6、高的亦即S值最大的能级位置最低。（2）重数相同即具有相同S值的能级中，那具有最大L值的位置最低。22. 朗德间隔定则：在一个多重能级的结构中，能级的二相邻间隔同有关的二J值中较大那一值成正比。数据记忆：电子电量1.6021019 C质量：9.111031kg普朗克常量：6.631034 J玻尔半径：5.291011 m氢原子基态能量：E=-13.6ev里德堡常量： hc c () 玻尔磁子：精细结构常数:：拉莫尔进动频率： f=，式中e和m分别为电子的电荷和质量，为导磁率，v为电子的速度。该频率被称为拉莫尔频率。理论解释：氢原子光谱： 光谱是线状的，谱线有一定位置。 谱线间有一定的关系 每一条
7、谱线的波数都可以表达为两光谱项之差，1， 能级计算公式：R为里德伯常数 2，量子化通则：3，电子椭圆轨道半径：长半轴 短半轴4，史特恩-盖拉赫实验；其中磁力F5，（1）电子的角动量=轨道角动量+自旋角动量（2）但是较为准确的角动量计算公式为：单电子辐射跃迁的选择定则：6，课后习题中两个问题的解释：主线系最长波长是电子从第一激发态向基态跃迁产生的，辅线系系限波长是电子从无穷远处像第一激发态跃迁产生的。7，碱金属原子的光谱项可以表达为： 它与氢原子光谱项的差别在于有效量子数不是整数，而是主量子数减去一个数值8，（1）LS耦合：（2）jj耦合9，原子磁矩的计算：（1）磁矩对于单个电子：（2）10，外
8、磁场对原子的作用：原子受磁场作用的附加能量：11，塞曼效应的理论解释：1，2，原子物理复习资料一、选择题1.德布罗意假设可归结为下列关系式：（ A ）A .E=h， p=; B.E=，P=; C. E=h ，p=; D. E= ，p=2.夫兰克赫兹实验的结果表明：( B )A电子自旋的存在；B原子能量量子化 C原子具有磁性； D原子角动量量子化3为了证实德布罗意假设,戴维孙革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了：BA.电子的波动性和粒子性 B.电子的波动性 C.电子的粒子性 D.所有粒子具有二项性4若镁原子处于基态,它的电子组态应为：( C )A2s2s B.2s2p C.3s
9、3s D.3s3p5下述哪一个说法是不正确的?( B )A.核力具有饱和性; B.核力与电荷有关; C.核力是短程力;D.核力是交换力.6按泡利原理，主量子数n确定后可有多少个状态？( D )A.n2; B.2(2 +1); C.2j+1; D.2n27钠原子由nS跃迁到3P态和由nD跃迁到3P态产生的谱线分别属于：（ D ）A.第一辅线系和基线系 B.柏格曼系和第二辅线系C.主线系和第一辅线系 D.第二辅线系和第一辅线系8碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因：（ A ）A.电子自旋的存在 B.观察仪器分辨率的提高C.选择定则的提出 D.轨道角动量的量子化9铍（Be）原子若处于第一激发态,
10、则其电子组态：( D )A.2s2s； B.2s3p； C.1s2p; D.2s2p10如果是单电子原子中电子的轨道角动量量子数,则偶极距跃迁选择定则为：（ C ）A.; B. 或 1; C. ; D. 11设原子的两个价电子是p电子和d电子,在耦合下可能的原子态有：CA.4个 ； B.9个 ； C.12个 ； D.15个12.氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为：( C )A.0； B.2； C.3； D.113设原子的两个价电子是d电子和f电子,在L-S耦合下可能的原子态有：( D )A.9个 ； B.12个 ； C.15个 ； D.20个 ；14
11、原子发射X射线特征谱的条件是：( C )A.原子外层电子被激发；B.原子外层电子被电离；C.原子内层电子被移走；D.原子中电子自旋轨道作用很强15正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为：CA每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g大小不同；C每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁16.钍Th的半衰期近似为25天,如果将24克Th贮藏100天,则钍的数量将存留多少克? ( A )A.1.5； B.3； C.6； D.12. 17.如果原子处于2P1/2态,它的朗德因子g值：( A )A.2/3； B.1/3； C.2； D.1/26氖原子的电子组态为1s22s22
12、p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：( C ).； .； .； . .18原子发射伦琴射线标识谱的条件是：( C ).原子外层电子被激发；.原子外层电子被电离；.原子内层电子被移走；.原子中电子自旋轨道作用很强。19原子核式结构模型的提出是根据粒子散射实验中（ C ）A.绝大多数粒子散射角接近180 B.粒子只偏23C.以小角散射为主也存在大角散射 D.以大角散射为主也存在小角散射20氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）是由于： （ C ）A.自旋轨道耦合 B.相对论修正和原子实极化、轨道贯穿C.自旋轨道耦合和相对论修正 D. 原子实极化、轨道贯穿、自旋轨道耦合和相对论修正21氩（1
13、8）原子基态的电子组态及原子态是：（ A ）.1s22s22p63s23p6 1S0 .1s22s22p6p63d8 3P0.1s22s22p63p8 1S0 . 1s22s22p63p43d2 2D1/222已知钠原子核23Na,钠原子基态32S1/2能级的超精细结构为( A )A.2个 B.4个 C.3个 D.5个23.235U核吸收一个热中子之后,经裂变而形成13954Xe和9438Sr核,还产生另外什么粒子？ A.两个中子; B.一个氘核; C.一个氘核和一个质子; D.三个中子.24.在反应堆中为使快中子变为热中子所采用的减速剂：A.镉、硼等; B.水、重水、石墨、氧化铍等; C.水
14、、重水、铅等; D.水、重水、混凝土25.Kr样品的原子核数N0在18年中衰变到原来数目的1/3, 再过18年后幸存的原子核数为A.N0/9； B. N0/2； C. N0/3； D. N0/6.26.钍Th的半衰期近似为25天,如果将24克Th贮藏150天,则钍的数量将存留多少克?A.0.375； B.0.960； C.2.578； D.12.27.天然放射性铀系的始祖元素是U,最后该系形成稳定的核是Pb,那么铀系共经过多少次 衰变?A.59； B.8； C.51； D.10.28.有一原子，n=1,2,3的壳层填满，4s支壳层也填满，4p支壳层填了一半，则该元素是：.Br(Z=35); .
15、Rr(Z=36); .V(Z=23); .As(Z=33)29.由电子壳层理论可知，不论有多少电子，只要它们都处在满壳层和满支壳层上，则其原子态就都是：.；.； .；.0.30.氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：.； .； .； . .31.由朗德因子公式当L=S,J0时,可得g值：A2； B.1； C.3/2； D.3/432.由朗德因子公式当L=0但S0时,可得g值：A1； B.1/2； C.3； D.233.如果原子处于2P1/2态,它的朗德因子g值：A.2/3； B.1/3； C.2； D.1/234.某原子处于4D1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为：A2个； B.9个； C.不分裂； D.4个35.若镁原子处于基态,它的电子组态应为：A2
