原子物理簡答題

1、α粒子在散射角很小時，發現盧瑟福公式與實驗有顯著偏離，這是什么原因引起的?

答：粒子散射的理論值是在“一次散射”的假定下得出的，而粒子通過金屬箔，經過多個原

子核附近，實際上經過多次散射。至于實際觀察到的較小的角，那是多次小角散射合成的結

果。既然都是小角散射，哪個也不能忽略，一次散射的理論就不適用了，所以，α粒子在散

射角很小時，發現盧瑟福公式與實驗有顯著偏離。

2、請寫出玻爾關于氫原子理論的三個基本假設

答：（1）核式模型+定態假設：電子繞原子核作圓周運動時，只能處在一些分立的穩定軌道

上（定態軌道），而且具有穩定的能量，不產生輻射；

（2）頻率條件：電子可以在不同定態軌道之間躍遷，會以電磁輻射形式吸收或發射能量；

(0.1)

h?E?E

?

nm

（3）角動量量子化：電子的軌道角動量滿足量子化條件：

(0.2)

mvr?n

3、量子化概念的大意

答：經典物理學中，對體系物理量變化的最小值沒有限制，他們可以任意連續變化，但在量

子力學中，物理量只能以不確定的大小一份一份的進行變化，具體有多大要隨體系所處的狀

態而定。這種物理量只能采取某些分離值的特征叫做量子化。變化的最小份額稱為量子。

4、弗蘭克—赫茲實驗證明了什么？

答：從弗蘭克—赫茲實驗可以看到，原子被激發到不同狀態時，吸收一定數量的能量，這些

數值不是連續的，足見原子的內部能量是量子化的，也就是說確實證實了原子能級的存在。

5、簡單解釋光電效應

答：：光電效應是光照射某些金屬時能從表面釋放出電子的效應。產生的電子稱為光電子，

由光電子形成的電流叫光電流，使電子逸出某種金屬表面所需的功稱為該種金屬的逸出功。

6、戴維遜—革末實驗證明了電子具有什么性質？

答：戴維遜—革末實驗證明了電子具有波動性，進一步證明了一切實物粒子都具有波動性。

(0.3)

?

?h/p?h/mv

7、德布羅意假設是什么？動量的實物粒子的波長等于多少？波長為的光子，動量等于

p

?

多少？

答：光在某些情況下具有波動性，另一些情況下具有微粒性，則實物粒子也具有波動性。

，

E?hv

p?h/

?

?

?h/p?h/mv

(0.4)

8、請說明什么是簡并？

答：同一主量子數，不同角量子數和磁量子數，具有相同的能量，這種情況叫做能級的簡并。

同一能及的各狀態叫做簡并態。

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9、簡述波函數的物理意義

答：由于實物粒子具有波動性，因此一個實物粒子都和一個波相聯系，都可以用一個波動方

程描述。類似與彈性波的位移或電磁波的電場強度的一個量，稱為波函數，用表示。玻

?

恩認為，波函數的絕對值平方代表單位體積dV中發現粒子的幾率：

?

(r,t)dV

2

所以，德布羅意波是一種幾率波（概率波）。

10、簡述泡利不相容原理

答：泡利不相容原理：在原子系統中，不能有兩個電子處于同一運動狀態，即不能有兩個電

子具有完全相同的量子數。

11、表達角動量的公式：

p?l(l?1)

l

(0.5)

(0.6)

(0.7)

12、在外磁場中原子的附加能量與那些物理量有關？寫出表達式。

?E

答：在外磁場中原子的附加能量與磁量子數，玻爾磁子以及磁場強度有關。

?EMB

?

B

1

p?s(s?1),(s?)

s

2

p?j(j?1),j?l?s

j

(0.8)

?E?MgB?MgB

he

?

B

4m

?

n

：主量子數 標志電子運動區域的大小和能量的主要部分；

n?1,2,3……

：軌道角量子數 共個值，標志電子軌道的形狀及電子軌道角動量；

l

l?0,1,2,……n-1

n

mm?0,?1,?2,……,?l

ll

：軌道磁量子數 共個值，標志電子軌道的取向；

2l?1

1

決定電子的自旋角動量； ：自旋量子數

2

1

m

s

：自旋磁量子數 ，決定自旋角動量在磁場方向的投影。

m??s??

s

2

s

s?

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