原子物理简答题

1、α粒子在散射角很小时，发现卢瑟福公式与实验有显著偏离，这是什么原因引起的?

答：粒子散射的理论值是在“一次散射”的假定下得出的，而粒子通过金属箔，经过多个原

子核附近，实际上经过多次散射。至于实际观察到的较小的角，那是多次小角散射合成的结

果。既然都是小角散射，哪个也不能忽略，一次散射的理论就不适用了，所以，α粒子在散

射角很小时，发现卢瑟福公式与实验有显著偏离。

2、请写出玻尔关于氢原子理论的三个基本假设

答：（1）核式模型+定态假设：电子绕原子核作圆周运动时，只能处在一些分立的稳定轨道

上（定态轨道），而且具有稳定的能量，不产生辐射；

（2）频率条件：电子可以在不同定态轨道之间跃迁，会以电磁辐射形式吸收或发射能量；

(0.1)

hEE



nm

（3）角动量量子化：电子的轨道角动量满足量子化条件：

(0.2)

mvrn

3、量子化概念的大意

答：经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有限制，他们可以任意连续变化，但在量

子力学中，物理量只能以不确定的大小一份一份的进行变化，具体有多大要随体系所处的状

态而定。这种物理量只能采取某些分离值的特征叫做量子化。变化的最小份额称为量子。

4、弗兰克—赫兹实验证明了什么？

答：从弗兰克—赫兹实验可以看到，原子被激发到不同状态时，吸收一定数量的能量，这些

数值不是连续的，足见原子的内部能量是量子化的，也就是说确实证实了原子能级的存在。

5、简单解释光电效应

答：：光电效应是光照射某些金属时能从表面释放出电子的效应。产生的电子称为光电子，

由光电子形成的电流叫光电流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该种金属的逸出功。

6、戴维逊—革末实验证明了电子具有什么性质？

答：戴维逊—革末实验证明了电子具有波动性，进一步证明了一切实物粒子都具有波动性。

(0.3)



h/ph/mv

7、德布罗意假设是什么？动量的实物粒子的波长等于多少？波长为的光子，动量等于

p



多少？

答：光在某些情况下具有波动性，另一些情况下具有微粒性，则实物粒子也具有波动性。

，

Ehv

ph/





h/ph/mv

(0.4)

8、请说明什么是简并？

答：同一主量子数，不同角量子数和磁量子数，具有相同的能量，这种情况叫做能级的简并。

同一能及的各状态叫做简并态。

1 / 2

9、简述波函数的物理意义

答：由于实物粒子具有波动性，因此一个实物粒子都和一个波相联系，都可以用一个波动方

程描述。类似与弹性波的位移或电磁波的电场强度的一个量，称为波函数，用表示。玻



恩认为，波函数的绝对值平方代表单位体积dV中发现粒子的几率：



(r,t)dV

2

所以，德布罗意波是一种几率波（概率波）。

10、简述泡利不相容原理

答：泡利不相容原理：在原子系统中，不能有两个电子处于同一运动状态，即不能有两个电

子具有完全相同的量子数。

11、表达角动量的公式：

pl(l1)

l

(0.5)

(0.6)

(0.7)

12、在外磁场中原子的附加能量与那些物理量有关？写出表达式。

E

答：在外磁场中原子的附加能量与磁量子数，玻尔磁子以及磁场强度有关。

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

：主量子数 标志电子运动区域的大小和能量的主要部分；

n1,2,3……

：轨道角量子数 共个值，标志电子轨道的形状及电子轨道角动量；

l

l0,1,2,……n-1

n

mm0,1,2,……,l

ll

：轨道磁量子数 共个值，标志电子轨道的取向；

2l1

1

决定电子的自旋角动量； ：自旋量子数

2

1

m

s

：自旋磁量子数 ，决定自旋角动量在磁场方向的投影。

ms

s

2

s

s

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