原子物理学作业习题

原子物理学习题 第一章 原子的核式结构

1．选择题：

(1)原子半径的数量级是：

A．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m (2)原子核式结构模型的提出是根据?粒子散射实验中 A. 绝大多数?粒子散射角接近180? B.?粒子只偏2?～3? C. 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

（3）进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明： A. 原子不一定存在核式结构 B. 散射物太厚

C. 卢瑟福理论是错误的 D. 小角散射时一次散射理论不成立

(4)用相同能量的?粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用?粒子束所得结果的几倍？

A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2

(5)动能EK=40keV的?粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离为（m）：

A.5.9?10?10 B.3.0?10?12 C.5.9?10-12 D.5.9?10-14

(6)如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍？

A.2 B.1/2 C.1 D .4

1

(7)在金箔引起的?粒子散射实验中,每10000个对准金箔的?粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的?粒子会有多少？

A. 16 B..8 C.4 D.2

(8）在同一?粒子源和散射靶的条件下观察到?粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为： A．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:8

（9）在?粒子散射实验中,若把?粒子换成质子,要想得到?粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：

A.质子的速度与?粒子的相同； B．质子的能量与?粒子的相同； C．质子的速度是?粒子的一半； D．质子的能量是?粒子的一半 2．简答题：

（1）简述卢瑟福原子有核模型的要点.

（2）简述?粒子散射实验. ?粒子大角散射的结果说明了什么？ （3）什么是微分散射截面？简述其物理意义.

（4）α粒子在散射角很小时,发现卢瑟福公式与实验有显著偏离,这是什么原因?

（5）为什么说实验证实了卢瑟福公式的正确性,就是证实了原子的核式结构?

（6）用较重的带负电的粒子代替α粒子作散射实验会产生什么结果?中性粒子代替α粒子作同样的实验是否可行?为什么?

（7）在散射物质比较厚时,能否应用卢瑟福公式?为什么? （8）普朗光量子假说的基本内容是什么?与经典物理有何矛盾?

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（9）为什么说爱因斯坦的光量子假设是普朗克的能量子假设的发展. （10）何谓绝对黑体?下述各物体是否是绝对黑体? (a)不辐射可见光的物体; (b)不辐射任何光线的物体;

(c)不能反射可见光的物体;(d)不能反射任何光线的物体; (e)开有小孔空腔. 3．计算题：

（1）当一束能量为4.8Mev的?粒子垂直入射到厚度为4.0×10-5cm的金箔上时探测器沿20°方向上每秒记录到2.0×104个?粒子试求： ①仅改变探测器安置方位,沿60°方向每秒可记录到多少个?粒子？ ②若?粒子能量减少一半,则沿20°方向每秒可测得多少个?粒子？ ③?粒子能量仍为4.8MeV,而将金箔换成厚度的铝箔,则沿20°方向每秒可记录到多少个?粒子?(ρ金＝19.3g/cm3 ρ铅＝27g /cm3；A金＝179 ,A铝＝27,Z金＝79 Z铝＝13)

(2)试证明:α粒子散射中α粒子与原子核对心碰撞时两者之间的最小距离是散射角为900时相对应的瞄准距离的两倍.

(3)10Mev的质子射到铜箔片上,已知铜的Z=29, 试求质子散射角为900时的瞄准距离b和最接近于核的距离rm.

（4）动能为5.0MeV的?粒子被金核散射，试问当瞄准距离分别为1fm和10fm时，散射角各为多大？

（5）假设金核半径为7.0fm，试问：入设质子需要多大能量，才能在对头碰撞时刚好到达金核表面？

（6）在?粒子散射实验中，如果用银箔代替金箔，二者厚度相同，那

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么在同样的偏转方向，同样的角度间隔内，散射的?粒子数将减小为原来的几分之几？银的密度为10.6公斤／分米3，原子量为108；金的密度为19.3公斤／分米3,原子量197。

（7）能量为3.5MeV的细?粒子束，射到单位面积质量为1.05×10kg／m的银箔上，如题图所示。?粒子与银箔表面成60o角，在离?入射线成?＝20o的方向上，离银箔散射区距离L＝0。12米处放一窗口面积为6.0×10-5m2的计数器。测得散射进此窗口的?粒子是全部入射?粒子的百分之29，若已知银原子量为107.9，试求银的核电核数Z。

200 2

-2

窗口

? 60 0

L

计数器

银箔

第二章 玻尔氢原子理论

1.选择题:

(1)若氢原子被激发到主量子数为n的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：

A．n-1 B .n(n-1)/2 C .n(n+1)/2 D .n (2)氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为：

4

A.R/4 和R/9 B.R 和R/4 C.4/R 和9/R D.1/R 和4/R (3)氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为： A．3Rhc/4 B. Rhc C.3Rhc/4e D. Rhc/e (4)氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是：

A．13.6V和10.2V; B –13.6V和-10.2V; C.13.6V和3.4V; D. –13.6V和-3.4V

(5)由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径a0的数值是：

A.5.29?10?10m B.0.529×10-10m C. 5.29×10-12m D.529×10-12m (6)根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则：

A.可能出现10条谱线，分别属四个线系 B.可能出现9条谱线，分别属3个线系

C.可能出现11条谱线，分别属5个线系 D.可能出现1条谱线，属赖曼系

(7)欲使处于激发态的氢原子发出H?线，则至少需提供多少能量（eV）? A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4

(8)氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动,按照玻尔理论在观测时间内最多能看到几条线？

A.1 B.6 C.4 D.3

(9)氢原子光谱由莱曼、巴耳末、帕邢、布喇开系…组成.为获得红外波段原子发射光谱,则轰击基态氢原子的最小动能为:

A .0.66 eV B.12.09eV C.10.2eV D.12.57eV

(10)用能量为12.7eV的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线（不考虑自旋）；

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