原子物理复习题目(2)

原 子 态 能量En??(14??0)2SP D F G R?hcZ2n2…

meZ2e42?n22???hcT?n?，n＝１.2.3……

轨道投影角动量plz?ml?,ml??l,??l?1?,?,0,1,?,l?1,l ，称轨道磁量子数，

表征轨道角动量对外场方向的取向

第四章 碱金属原子和电子自旋

一、学习要点

1.碱金属原子光谱和能级

(1)四个线系:主线系、第一辅线系（漫）、第二辅线系（锐）、柏格曼系（基）

共振线、线系限波数、波数表达式 (2)光谱项T?Rn?2?R?n??l?2?RZ?n22?R?Z???2n2;n??n??l,Z??n?Z??n??l

(3)起始主量子数Li:n=2 ; Na:n=3 ; K:n=4 ; Rb:n=5 ;Cs:n=6 ; Fr:n=7

(4)碱金属原子能级.选择定则?l??1

(5)原子实极化和轨道贯穿是造成碱金属原子能级与氢原子不同的原因

2．电子自旋

(1)实验基础与内容：电子除具有质量、电荷外，还具有自旋角

?动量ps?s?s?1??,(s?1称自旋角量子数）和自旋磁矩?s2??e?ps,?s?3?B. me自旋投影角动量psz?ms?,ms??1称自旋磁量子数 2(2)单电子角动量耦合：总角动量pj??1l?,l?0??2，称总角j?j?1??,j??1?,l?0??2量子数；总角动量的投影角动量pjz?mj?,mj量子数

??j,??j?1?,?,j?1,j，称总磁

(3)描述一个电子的量子态的四个量子数：强场：n,l,ml,ms；弱场：

n,l,j,mj

原子态（光谱项）符号 n2s?1Lj

S态不分裂，P,D,F,G,?态分裂为两层

3．碱金属原子光谱和能级的精细结构： (1)原因：电子自旋—轨道的相互作用 (2)选择定则：?l??1,?j?0,?1 二.基本练习：

1.选择题：

（1）单个f 电子总角动量量子数的可能值为： A. j =3,2,1,0； B .j=±3； C. j= ±7/2 , ± 5/2; D. j= 5/2 ,7/2

（2）锂原子主线系的谱线在不考虑精细结构时,其波数公式的正确表达式应为：

~?2S?nP； B. ?~?nP?2S; C．?~?2S?nP; A.?~?nP?2S D．?（3）碱金属原子的光谱项为：

A.T=R/n2; B .T=Z2R/n2; C .T=R/n*2; D.

T=RZ*2/n*2

（4）锂原子从3P态向基态跃迁时,产生多少条被选择定则允许的谱线（不考虑精细结构）?

A.一条 B.三条 C.四条 D.六条

(5)碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生： A.相对论效应 B.原子实的极化

C.价电子的轨道贯穿 D.价电子的自旋－轨道相互作用 （6）碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因： 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

(7）如果l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：

A.?l?0; B. ?l?0或?1; C. ?l??1; D. ?l?1 (8）碱金属原子的价电子处于n＝3, l＝1的状态,其精细结构的状态符号应为：

A .32S1/2.32S3/2； B.3P1/2.3P3/2； C .32P1/2.32P3/2; D .32D3/2.32D5/2 (9）下列哪种原子状态在碱金属原子中是不存在的： A .12S1/2; B. 22S1/2; C .32P1/2; D. 32S1/2.32D5/2 （10）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：

A.第一辅线系和基线系 B.柏格曼系和锐线系

C.主线系和第一辅线系 D.第二辅线系和漫线系 3．简答题

（1）碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么？造成碱金属原子精细能级的原因是什么？为什么S态不分裂，P,D,F,G,?态分裂为两层？

（2）造成氢原子精细能级和光谱的原因是什么？

（4）在强磁场下描述一个电子的一个量子态一般需哪四个量子数？试写出各自的名称、.取值范围、力学量表达式？在弱磁场下情况如何？试回答上面的问题.

6.考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为

.n22S1/2?2P3/2n2S1/2?22P1/2

第五章 多电子原子

一、学习要点

1.氦原子和碱土金属原子：

（1）氦原子光谱和能级（正氦（三重态）、仲氦（单态）） 2.重点掌握L－S耦合

3.洪特定则、朗德间隔定则、泡利不相容原理； 4.两个价电子原子的电偶极辐射跃迁选择定则；

5.普用选择定则（电子组态的跃迁选择定则，又称宇称跃迁选择定则，或拉波特定则；L-S耦合选择定则等） 二、基本练习

选择题

(1)关于氦原子光谱下列说法错误的是：

A.第一激发态不能自发的跃迁到基态； B.1s2p 3P2,1,0能级是正常顺序； C.基态与第一激发态能量相差很大； D.三重态与单态之间没有跃迁

(2)氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为：

A.0； B.2； C.3； D.1 (3)下列原子状态中哪一个是氦原子的基态？

A.1P1； B.3P1 ; C.3S1; D．1S0 ; (4)氦原子的电子组态为n1pn2s,则可能的原子态：

A.由于n不确定不能给出确定的J值,不能决定原子态； B.为n1pn2s 3D2,1,0和n1pn2s 1D1；

C.由于违背泡利原理只存单态不存在三重态； D.为n1pn2s 3P2,1,0和n1pn2s 1P1.

(5)氦原子有单态和三重态,但1s1s3S1并不存在,其原因是:

A.因为自旋为1/2,l 1=l2=0 故J=1/2?; B.泡利不相容原理

限制了1s1s3S1的存在;

C..因为三重态能量最低的是1s2s3S1; D.因为1s1s3S1和

1s2s3S1是简并态

(6)泡利不相容原理说:

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