《原子物理学》阶段测验一试卷(答案)

《原子物理学》阶段测验一试卷〈答案) 班级 姓名 学号 得分 评阅(姓名及学号 【备注: 不用抄题，但要标注清楚大小题号】 一、简答题【每题满分 15 分，满分合计 60 分】 1、简述原子的样子结构、大小、质量)。 答: 〈1) oa粒子散射的实验与理论充分证明了原子具有 核式结构: 原子具有一个集中了原子绝大部分质量和所有正 电荷但尺度较小的中心体一一原子核，原子核所带正电的数 值是原子序数乘单位正电荷，原子核周围散布着带负电的电 子。【9 分】 (2) 原子半径， 10"米。〖2 分】 (3) 原子核半径，10“米。〖2 分】 (4) 原子质量:10千克。[2 分】 2、简述氧原子光谱的特征和实验规律。 答: (1)氢原子光谱是线状分离谱，谱线分为赖曼线系 《紫外光区)、巴尔末线系〈可见光区)、帕邢线系〈近红外 光区)、布喇开线系〈中红外光区)、普丰德线系〈远红外光 区) 五个线系。【7分】 《2) 氧原子光谱的每一条谱线的波数都可以表达为: 1 1 1 0 其中: 上、/为整数, K=1、2、 3、 3 有> 里德堡常数Ru =1.0967758x1l0"m 【4分】 氢原子光谱的每一条谱线的波数都可以表达为两光谱 项之差， v=T(m)-T(m) 一一里效并合原理。 玉 其中7(=玲 (Cn 为正整数) 【4分】 【备注; 照抄课本 P26 页的(1)、(2)、(3) 条而且抄  全的得9 分】 3、简述玻尔理论对氢原子光谱实验规律的解释。 答: 〈1) 玻尔理论的三个基本假设: 定态假设、频率假 设、量子化假设【6分】 〈2) 将氢原子的库仑作用力和势能表达式联立玻尔理 论的角动量量子化和频率假设，可得: 已-me 工忆,已=--2e =--13.6eV,z为正整数 8eo222 8 2庆 【4分】 -=工-_-豆(工_工 -五- 7 ”=元=二 人下-交) 有= 忆= 10973730 全 和和氢原子光谱实验规律吻合。〖1 分】 4、简述用量子力学理论处理氢原子问题得出的关于氢 原子的能量、角动量、角动量 z 分量的相关结果。 答: (1) 能量 me+ 1 或 2z2me” 1 五=一一70用 =一一 8 7 (47zE) 大 让 (其中主量子数 "=1、2、3.….为正整数.)【5 分】 和玻尔理论及氧原子光谱实验规律吻合。K2 分】 〈2) 角动量 工= VC+D 其中角量子数 E0、1、2、.… 、m1，共壮个取值。K4分】 (3) 角动量z 分量，/. 一 其中磁量子数 m= -人 - (LUD、.…、-2、-1、0、1、2、.…、 L1L、b 共21+1个取值。〖4分】 二、计算题【满分合计 40 分】 1、试由氢原子的里德伯常数计算基态氢原子的电离电 势和第一激发电势【本题满分16 分】 解: 电离能为已=已-已【4分】  氢原子的能级公式