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A卷
20082009学年第二学期《原子物理学》期末试卷
专业班级姓名学号
开课系室
应用物理系
考试日期2009年6月16日10001200
题号一
二
三
四
五
六总分
得分
阅卷人
复核人
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须知
1请认真读题，沉着冷静答卷，在左侧试卷反面写草稿，保持卷面整洁。
2重要复杂公式已经给出，应该有简单数据带入、计算和分析过程，简单抄公式或
一步给出结果的，不计分。
3严肃考试纪律，作弊者按零分处理。
常数表和重要公式
普朗克常数h41361015eVs
基本电荷
e16021019C
里德堡常数R1097107m19116
m1阿伏伽德罗常数NA60221023mol1
1eV折合温度为11600K
电子质量
me0511Mevc2
玻尔磁子B5788105eVT1原子质量单位u931MeVc2
玻尔半径a000529
me2144eV
m
氢原子基态能量E1136eVc197eV
mhc1240eV
m
精细结构常数e2c1137
质子和电子的质量之比mpme1836
库仑散射公式：
b

a2
cot2
，其中
a

Z1Z2e240E
卢瑟福微分散射截面：
d
d


dNN
td

a216si
4



Z1Z2e24E
2

1si
4

2
2
质心质量：MmMm
氢光谱的里德堡公式：

1

RH
1m2

1
2

玻尔跃迁条件：hE
Em
玻尔的角动量量子化条件：Lmvr

德布罗意物质波波长：

hp

hmv
布拉格衍射公式：2dsi

海森伯不确定关系式：xpx2，tE2
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Ster
Gerlach
实验最后原子沉积位置：z

z
Bzz

dDmv2
朗德因子：
gj

32

12

ss
1lljj1
1
康普顿散射：0

hm0c
1
cos
特征
X
射线
K
系的
Moseley
公式：hv

3RhcZ4
2
，
1
一（本题15分）卢瑟福散射
束流强度I为16
A的质子射向厚度t为1μm的金靶（Z79，质量数A197），若质子与金核可能达到的最短距离为40fm，探测器距金靶r为1m，探测器面积ΔS为4mm2（已知金靶密度ρ193gcm3）试求：
1（4分）金核与散射角为120°时相对应的微分散射截面（fm2sr）。
2（8分）单位时间内在散射角为120°处探测器探测到的质子数。
3（3分）探测器在散射角120°处和60°处探测到的质子数之比。精品文档
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二（本题共25分）玻尔理论
1（8分）试从角动量量子化条件出发，推导氢原子中电子轨道运动半径r（以玻尔半径r