最新原子物理学第四章习题解答Word格式文档下载.docx

1、 又 又 或 即4-3 试证实:原子在状态的磁矩等于零,并根据原子矢量模型对这一事实作出解释.由 可知：S = J = L = 4 即原子在状态的磁矩等于零。 解释：原子的总角动量为 ，而处于态原子各角动量为： 则它们的矢量关系如图示：和同时绕旋进，相对取项保持不变由三角形余弦定理可知： 而 相应的磁矩 由于磁矩随着角动量绕旋进，因而对外发生效果的是在方向上的分量。其大小计算如下：此结果说明，垂直于，因而原子总磁矩4-4 在史特恩-盖赫拉实验中,处于基态的窄的银原子束通过极不均匀的横向磁场,并射到屏上,磁极的纵向范围d=10cm,磁极中心到屏的距离D=25cm.如果银原子的速率为400m/s,

2、线束在屏上的分裂间距为2.0mm,试问磁场强度的梯度值应为多大?银原子的基态为,质量为107.87u.原子束通过非均匀磁场时，如果磁场在Z方向，可以证明：落在屏幕上的原子束偏离中心的距离为： （式中T为炉温，d为不均匀磁场的线度，D是磁场中心到屏的距离，是横向不均匀磁场梯度，是原子的总磁矩在Z方向的分量），分裂后的原子束偏离中心的最大距离 Z = 对： S=，L=0，J= Z=2Z 又 Z=2.0mm Z=10mm =4-5 在史特恩-盖赫拉实验中（图19.1）,不均匀横向磁场梯度为 ,磁极的纵向范围d=10cm, 磁极中心到屏的距离D=30cm,使用的原子束是处于基态4F3/2的钒原子,原子

3、的动能Ek=50meV.试求屏上线束边缘成分之间的距离设在屏上偏离x轴的距离为 = 由 可知 要求线束边缘间的距离，则取 热平衡时 4-6 在史特恩-盖赫拉实验中,原子态的氢从温度为400K的炉中射出,在屏上接受到两条氢束线,间距为0.60cm.若把氢原子换成氯原子（基态为）,其它实验条件不变,那么,在屏上可以接受到几条氯束线?其相邻两束的间距为多少?在史盖实验中，原子束分裂条数等于2J+1，对Cl，基态为，即，因此屏上可接受到的氯束线为条,而原子束在屏上分裂的相邻两束的间距为：对于确定的实验装置和实验条件，=A 为一定值，于是有：因为加热原子蒸气的炉温为400K，远小于K，此时，炉中的氢原子

4、处于基态（），对于基态氢原子 L=0 S0 则=2 对于基态氯原子 L=1 S=1/2 J=3/2朗德因子为 （cm）4-7 试问波数差为29.6cm-1的赖曼系主线双重线,属于何种类氢离子?赖曼系第一条谱线是由n=2向n=1跃迁产生的，不考虑精细结构时，其波数为当n=1时，L=0 电子态为1S当n=2时，L=0，1 电子态为2S和2P，按选择定则，此谱线只能来自2P1S的跃迁。由于电子自旋和轨道运动的相互作用，2P能级具有双层结构和。双层能级间隔： 。1S能级 L=0 S= 故j只能取一种值，能级是单层的，故2P1S谱线的精细结构波数差仅决定于2P的双能级间隔即 Z = 3 4-8 试估计作

5、用在氢原子2P态电子上的磁场强度.2P态电子绕核的半径为：r = 轨道运动的速率 v = =0.39T4-10 锌原子光谱的一条谱线（3S1-3P0）在B为1.00T的磁场中发生塞曼分裂,试问:从垂直于磁场方向观察,原谱线分裂为几条?相邻两谱线的波数差等于多少?是否属于正常塞曼效应?并请画出相应的能级跃迁图.锌原子的谱线（）的塞曼效应图如下：由图可知，原谱线分裂成3条，塞曼效应中分裂后的谱线与原谱线波数差可表示为：其中， 对于：， 对于： 不确定 有，0，-1 ，有 沿垂直于方向可看到三条谱线。由于，且谱线分裂间隔不是一个洛仑兹单位，故属于反常塞曼效应。4-11 试计算在B为2.5T的磁场中,

6、钠原子的D双线所引起的塞曼分裂.原子D双线，谱线由跃迁产生，由产生。（1）的塞曼分裂上能级：，在外磁场中，上能级分裂为4个支能级：，它们的原能级之差为：下能级：，在外磁场中，下能级分裂为两个支能级，它们个原能级之差为根据选择定则共有6种跃迁方式，分裂后的谱线和原谱线的波数差：可计算如下：、而分裂后的6条谱线和原谱线的波长差为：（2）对，访上讨论，有 =（）4-12 钾原子的价电子从第一激发态向基态跃迁时,产生两条精细结构谱线,其波长分别为766.4nm和769.9nm,现将该原子置于磁场B中（设为弱场）,使与此两精细结构谱线有关的能级进一步分裂.（1）试计算能级分裂大小,并绘出分裂后的能级图.

7、（2）如欲使分裂后的最高能级与最低能级间的差距E2的1.5倍,所加磁场B应为多大?（1）钾766.4nm和769.9nm双线产生于，这三个能级的g因子分别为，g=2 能级在磁场中分裂成4层，和能级在磁场中分裂成两层，能级间距为 次能级分裂后的能级如图：（2）由题意有： 即 4-13 假如原子处于的外磁场B大于该原子的内磁场,那么,原子的LS耦合将解脱,总轨道角动量L和总自旋角动量S将分别独立地绕B旋进.（1）写出此时原子总磁矩的表达式;（2）写出原子在此磁场B中的取向能E的表达式;（3）如置于B磁场中的原子是钠,试计算其第一激发态和基态的能级分裂,绘出分裂后的能级图,并标出选择定则（ms=0,

8、ml=0,1）所允许的跃迁.（1）在强磁场中，忽略自旋一轨道相互作用，这时原子的总磁矩是轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和，即有：（2）此时，体系的势能仅由总磁矩与外磁场之间的相互作用来确定，于是有：（3）全内原子的基点为，第一激发点为。对点，因此式（2）结合出双分裂，分裂后的能级与原能级的能量差。对于点，式（2）理应给出个分裂，但，与，对应的值相同，故实际上只给出五分裂，能量差为，原能级与分裂后的能级如下图所示。 根据选择定则：它们之间可发生6条跃迁，由于较高的各个能级之间的间距相等，只产生三个能值，因此只能观察到三条谱线，其中一条与不加磁场时相重合。这时，反常塞曼效应被帕邢巴克效应所取代。4-14

9、 在B=4T的外磁场中,忽略自旋-轨道相互作用,试求氢原子的2P1S跃迁（=121nm）所产生的谱线的波长.因忽略自旋一轨道相互作用，自旋轨道角动量不再合成，而是分别绕外磁场旋进，这说明该外磁场是强场，这时，反常塞曼效应被帕型巴克效应所取代，并超于正常塞曼效应，即厚谱线分裂为三条。因此，裂开后的谱线与原谱线的波数差可用下式表示：式中： 因，故有：将，值代入上式得：581182第1题58118228岁男性，急起发热，胸痛和气促6天，叩诊心界明显扩大，吸气时脉搏变弱。一小时前呼吸困难急剧加重，心率124次min，齐，心音低远，血压为8060kPa（6045mmHg）颈静脉怒张。最有效的抢救措施为（

10、）A、静脉注射西地兰B、肌内注射杜冷丁C、静脉滴注多巴胺与阿拉明D、持续吸高浓度氧E、心包穿刺减压标准答案：E581183第2题581183患者近3月夜间频发胸骨后疼痛，24小时动态心电图示胸痛发作时胸导联ST段上移，选用何种药物治疗最为恰当（）A、西地兰B、心得安C、潘生丁D、异搏定E、强痛定D581184第3题581184高血压心脏病患者，突发呼吸困难，咳吐粉红色泡沫痰，血压为240160kPa（180120mmHg），以下哪种药物可作为首选治疗用药（）A、利血平B、硫甲丙脯酸C、哌唑嗪D、硝普钠E、尼群地平581185第4题581185某男性22岁，于主动脉瓣第二诊区闻及舒张期吹风性杂音

11、，以下哪项体征对其诊断最有帮助（）A、心尖区舒张期震颤B、P2亢进并分裂C、交替脉D、心界向左侧扩大E、血压为20453kPa（15440mmHg）581186第5题581186某女性18岁，患风心病二尖瓣狭窄4年，近半月游走性关节痛，气促，以下哪项最可能提示患者发生了风湿性全心肌炎（）A、心脏向双侧扩大B、心尖区收缩期级杂音C、心包摩擦音D、急性肺水肿发作E、心电图P-R间期延长C581187第6题581187某男性患者，64岁，上班时突起持续剧烈左胸痛2小时，心电图示V15T波明显变为高尖，心室率110次min，室性早搏7次min，为安全将患者转送至某医院急救以下哪项措施最为重要（）A、静

12、脉滴注硝酸甘油B、肌内注射度冷丁C、静脉注射利多卡因继以持续滴注D、吸氧E、滴注极化液581188第7题581188诊断为肥厚性梗阻型心肌病的患者，一般不宜应用（）A、硫氮革酮C、异搏停D、地戈辛E、地西泮581189第8题581189某窦性心动过缓者近年晕厥3次，可选用下列哪项最安全而又简便的方法协助诊断（）A、动态心电图B、心电图阿托品试验C、窦房传导时间测定D、希氏束电图E、窦房结恢复时间测定B581190第9题581190某患者发生尖端扭转型室速，宜选用以下哪种药物治疗（）A、奎尼丁B、心律平C、胺碘酮D、利多卡因E、吡二丙胺581191第10题581191以下哪项检查为发现心肌缺血、诊断心绞痛最常用简便的方法（）A、心电图B、心尖搏动图