原子物理學複習

2021-03-04 04:57:03 字數 5047 閱讀 1421

理論解釋:(湯姆遜原子模型的不合理性),盧瑟福核式模型的建立、意義及不足,玻爾氫原子光譜理論的建立、意義及不足,元素週期表

計算公式:氫原子光譜線系,玻爾理論能級公式、波數公式,角動量朗德間隔定則,g因子,塞曼效應,原子基表示式及量子數取值(l,s,j),ls耦合原子態,jj耦合原子態,態

譜線躍遷圖:精細結構,塞曼效應;電子態及組態、原子態表示,選擇定則,

1. 同位素 :一些元素在元素週期表中處於同一地位,有相同原子序數,這些元素別稱為同位素。

2. 類氫離子:原子核外只有乙個電子的離子,這類離子與氫原子類似,叫類氫離子。

3. 電離電勢:把電子在電場中加速,如使它與原子碰撞剛足以使原子電離,則加速時跨過的電勢差稱為電離電勢。

4. 激發電勢:將初速很小的自由電子通過電場加速後與處於基態的某種原子進行碰撞,當電場電壓公升到一定值時,發生非彈性碰撞,加速電子的動能轉變成原子內部的運動能量,使原子從基態激發到第一激發態,電場這一定值的電壓稱為該種原子的第一激發電勢

5. 原子空間取矢量子化:在磁場或電場中原子的電子軌道只能取一定的幾個方向,不能任意取向,一般的說,在磁場或電場中,原子的角動量的取向也是量子化的。

6. 原子實極化:當價電子在它外邊運動時,好像是處在乙個單位正電荷的庫倫場中,當由於價電子的電場的作用,原子實中帶正電的原子核和帶負電的電子的中心會發生微小的相對位移,於是負電的中心不再在原子核上,形成乙個電偶極子,這就是原子實的極化。

7. 軌道貫穿:當電子處在原子實外邊那部分軌道時,原子實對它的有效電荷數z是1,當電子處在穿入原子實那部分軌道時,對它起作用的有效電荷數z就要大於1。

8. 有效電荷數:

9. 電子自旋:電子既有某種方式的轉動而電子是帶負電的,因而它也具有磁矩,這個磁矩的方向同上述角動量的方向相反。

從電子的觀點,帶正電的原子實是繞著電子運動的,電子會感受到乙個磁場的存在,電子既感受到這個磁場,它的自旋取向就要量子化。(電子內稟運動或電子內稟運動量子數的簡稱)

10. 磁矩:

11. 旋磁比:粒子磁動量和角動量的比值。

12. 拉莫爾進動:是指電子、原子核和原子的磁矩在外部磁場作用下的進動。

13. 拉莫爾頻率:f=,式中e和m分別為電子的電荷和質量,μ為導磁率,v為電子的速度。該頻率被稱為拉莫爾頻率

14. 朗德g因子:

磁矩對於單個電子:

對於ls耦合:式子中的l,s,j是各電子耦合後的數值

15. 塞曼效應:當光源放在足夠強的磁場中,所發出光譜的譜線會**成幾條,而且每條譜線的光是偏振的。

16. 電子組態:價電子可以處在各種狀態,合稱電子組態。

17. 泡利原理:不能有兩個電子處在同一狀態。

18. 同科電子:和l二量子數相同的電子稱為同科電子。

19. 殼層:

20. 原子基態:原子的能量最低狀態。

21. 洪特定則:只適合於ls耦合,從同一電子組態形成的級中,(1)那重數最高的亦即s值最大的能級位置最低。(2)重數相同即具有相同s值的能級中,那具有最大l值的位置最低。

22. 朗德間隔定則:在乙個多重能級的結構中,能級的二相鄰間隔同有關的二j值中較大那一值成正比。

資料記憶:電子電量1.602×10-19 c

質量:9.11×10-31kg

蒲朗克常量:6.63×10-34 j·s

玻爾半徑: 5.29×10-11 m

氫原子基態能量:e=-13.6ev

里德堡常量:

hc c ()

玻爾磁子:

精細結構常數::

拉莫爾進動頻率: f=,式中e和m分別為電子的電荷和質量,μ為導磁率,v為電子的速度。該頻率被稱為拉莫爾頻率。

理論解釋:

1,(湯姆遜原子模型的不合理性),盧瑟福核式模型的建立、意義及不足?

在散射試驗中,平均只有2-3度的偏轉,但有1/8000的粒子偏轉大於90度,其中有接近180度的。

模型:原子有帶正電的原子核和帶負電的電子組成,帶正電部分很小,電子在帶正電部分外邊。

實驗現象解釋:粒子接近原子時,它受電子的作用引起的運動改變還是不大(庫倫力不大),粒子進入原子區域,它還在正電體以外,整個正電體對它起作用,因此受庫倫力是因為正電部分很小,所以r很小,故受的力很大,因此可能產生大角散射。

2,玻爾氫原子光譜理論的建立、意義及不足?

條件:電子只能處於一些分立的軌道,它只能在這些軌道上繞核轉動,且不產生電磁輻射。

推導過程:

庫侖力提供向心力1)

勢能=k- (w=庫侖力做負功故勢能增)

故能量2)

根據軌道量子化條件3)

聯立(1)(3)消去v得

4)令則5)

把(4)式代入(2)式有e=

氫原子光譜:

● 光譜是線狀的,譜線有一定位置。

● 譜線間有一定的關係

● 每一條譜線的波數都可以表達為兩光譜項之差,

1, 能級計算公式:r為里德伯常數

2,量子化通則:

3,電子橢圓軌道半徑:長半軸短半軸

4,史特恩---蓋拉赫實驗;其中磁力f

5,(1)電子的角動量=軌道角動量+自旋角動量

(2)但是較為準確的角動量計算公式為:

單電子輻射躍遷的選擇定則:

6,課後習題中兩個問題的解釋:

主線系最長波長是電子從第一激發態向激發態躍遷產生的,輔線系系限波長是電子從無窮遠處像第一激發態躍遷產生的。

7,鹼金屬原子的光譜項可以表達為:

它與氫原子光譜項的差別在於有效量子數不是整數,而是主量子數減去乙個數值

8,(1)ls耦合:

(2)jj耦合

9,原子磁矩的計算:

(1)磁矩

對於單個電子:

(2)10,外磁場對原子的作用:

原子受磁場作用的附加能量:

11,塞曼效應的理論解釋:

:1,2, 原子物理複習資料

一、選擇題

1.德布羅意假設可歸結為下列關係式:( a )

a .e=h, p=; b.e=,p=; c. e=h ,p=; d. e= ,p=

2.夫蘭克—赫茲實驗的結果表明:( b )

a電子自旋的存在;b原子能量量子化 c原子具有磁性; d原子角動量量子化

3為了證實德布羅意假設,戴維孫—革末於2023年在鎳單晶體上做了電子衍射實驗從而證明了:b

a.電子的波動性和粒子性 b.電子的波動性 c.電子的粒子性 d.所有粒子具有二項性

4.若鎂原子處於基態,它的電子組態應為:( c )

a.2s2s b.2s2p c.3s3s d.3s**

5.下述哪乙個說法是不正確的?( b )

a.核力具有飽和性; b.核力與電荷有關; c.核力是短程力;d.核力是交換力.

6.按泡利原理,主量子數n確定後可有多少個狀態?( d )

a.n2; b.2(2 +1); c.2j+1; d.2n2

7.鈉原子由ns躍遷到**態和由nd躍遷到**態產生的譜線分別屬於:( d )

a.第一輔線系和基線系 b.柏格曼系和第二輔線系

c.主線系和第一輔線系 d.第二輔線系和第一輔線系

8.鹼金屬原子光譜精細結構形成的根本物理原因:( a )

a.電子自旋的存在 b.觀察儀器解析度的提高

c.選擇定則的提出 d.軌道角動量的量子化

9.鈹(be)原子若處於第一激發態,則其電子組態:( d )

a.2s2s; b.2s**; c.1s2p; d.2s2p

10如果是單電子原子中電子的軌道角動量量子數,則偶極距躍遷選擇定則為:( c )

a.; b. 或1; c. ; d.

11.設原子的兩個價電子是p電子和d電子,在l-s耦合下可能的原子態有:c

a.4個 ; b.9個 ; c.12個 ; d.15個

12.氦原子由狀態1s2p **2,1,0向1s2s 3s1躍遷,可產生的譜線條數為:( c )

a.0; b.2; c.3; d.1

13.設原子的兩個價電子是d電子和f電子,在l-s耦合下可能的原子態有:( d )

a.9個 ; b.12個 ; c.15個 ; d.20個 ;

14.原子發射x射線特徵譜的條件是:( c )

a.原子外層電子被激發;b.原子外層電子被電離;

c.原子內層電子被移走;d.原子中電子自旋―軌道作用很強

15正常塞曼效應總是對應三條譜線,是因為:c

a.每個能級在外磁場中劈裂成三個; b.不同能級的郎德因子g大小不同;

c.每個能級在外場中劈裂後的間隔相同; d.因為只有三種躍遷

16.釷th的半衰期近似為25天,如果將24克th貯藏100天,則釷的數量將存留多少克? ( a )

a.1.5; b.3c.6; d.12.

17.如果原子處於2p1/2態,它的朗德因子g值:( a )

a.2/3; b.1/3; c.2; d.1/2

6.氖原子的電子組態為1s22s22p6,根據殼層結構可以判斷氖原子基態為:( c )

18.原子發射倫琴射線標識譜的條件是:( c )

a.原子外層電子被激發;b.原子外層電子被電離;

c.原子內層電子被移走;d.原子中電子自旋―軌道作用很強。

19.原子核式結構模型的提出是根據粒子散射實驗中( c )

a.絕大多數粒子散射角接近180 b.粒子只偏2~3

c.以小角散射為主也存在大角散射 d.以大角散射為主也存在小角散射

20.氫原子光譜形成的精細結構(不考慮藍姆移動)是由於: ( c )

a.自旋-軌道耦合b.相對論修正和原子實極化、軌道貫穿

c.自旋-軌道耦合和相對論修正

d. 原子實極化、軌道貫穿、自旋-軌道耦合和相對論修正

21.氬(z=18)原子基態的電子組態及原子態是:( a )

a.1s22s22p63s2**6 1s0 b.1s22s22p62p63d8 **0

c.1s22s22p6**8 1s01s22s22p6**43d2 2d1/2

22.已知鈉原子核23na,鈉原子基態32s1/2能級的超精細結構為( a )

原子物理學複習

名詞解釋 光譜,氫原子線繫,類氫離子,電離電勢,激發電勢,原子空間取矢量子化,原子實極化,軌道貫穿,有效電荷數,電子自旋,磁矩,旋磁比拉莫爾進動,拉莫爾頻率,朗德g因子,電子態,原子態,塞曼效應,電子組態,ls耦合,jj耦合,泡利原理,同科電子,元素週期表,殼層,原子基態,洪特定則,朗德間隔定則 資...

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