原子物理學(xué)習(xí)題答案褚圣麟

1、第1頁(yè)7.2原子的3d次殼層按泡利原理一共可以填多少電子？為什么？答：電子的狀態(tài)可用四個(gè)量子來(lái)描寫。根據(jù)泡利原理，在原子中不能有兩slmmln個(gè)電子處在同一狀態(tài)，即不能有兩個(gè)電子具有完全相同的四個(gè)量子數(shù)。3d此殼層上的電子，其主量子數(shù)和角量子數(shù)都相同。因此，該次殼層上的任意兩nl個(gè)電子，它們的軌道磁量子數(shù)和自旋磁量子數(shù)不能同時(shí)相等，至少要有一個(gè)不相等。對(duì)于一個(gè)給定的可以取個(gè)值；對(duì)每個(gè)給定的的取值lml12....210?????llml

2、共有slmm是，共2個(gè)值；因此，對(duì)每一個(gè)次殼層最多可以容納個(gè)電子。2121?或l）（122?l3d次殼層的，所以3d次殼層上可以容納10個(gè)電子，而不違背泡利原理。2?l7.4原子中能夠有下列量子數(shù)相同的最大電子數(shù)是多少？。nlnmln)3()2()1(答：（1）相同時(shí)，還可以取兩個(gè)值：；所以此時(shí)最大mlnsm2121???ssmm電子數(shù)為2個(gè)。（2）相同時(shí)，還可以取兩個(gè)值，而每一個(gè)還可取兩個(gè)值，所以lnlm12?lsmln相同的最大電子

3、數(shù)為個(gè)。)12(2?l（3）相同時(shí)，在（2）基礎(chǔ)上，還可取個(gè)值。因此相同的最大電子數(shù)是：nlnn2102)12(2nlNnl??????7.5從實(shí)驗(yàn)得到的等電子體系KⅠ、CaⅡ……等的莫塞萊圖解，怎樣知道從鉀Z=19開(kāi)始不填次殼層，又從鈧Z=21開(kāi)始填次殼層？sd43而填sd43而不填解：由圖7—1所示的莫塞萊圖可見(jiàn)，相交于Z=20與21之間。當(dāng)Z=19和SD2243和20時(shí)，的譜項(xiàng)值大于的值，由于能量同譜項(xiàng)值有的關(guān)系，可見(jiàn)從鉀S24D

4、23hcTE??Z=19起到鈣Z=20的能級(jí)低于能級(jí)，所以鉀和鈣從第19個(gè)電子開(kāi)始不是填S24D23次殼層。從鈧Z=21開(kāi)始，譜項(xiàng)低于普項(xiàng)，也就是能級(jí)低于sd43而填S24D23D23S24能級(jí)，所以，從鈧Z=21開(kāi)始填次殼層。sd43而不填7.6若已知原子阿NeMgP和Ar的電子殼層結(jié)構(gòu)與“理想”的周期表相符，試寫出這些原子組態(tài)的符號(hào)。第3頁(yè)大出現(xiàn)在離0級(jí)極大出現(xiàn)射線的夾角也是20＇。算出入射X光的波長(zhǎng)。解：根據(jù)上題導(dǎo)出公式：????

5、nd??2sin22sin2由于，二者皆很小，故可用簡(jiǎn)化公式：2020????????nd??)2(2由此，得：?????And05.5)2(???8.4已知Cu的線波長(zhǎng)是1.542，以此X射線與NaCl晶體自然而成角入?K?A5015?射而得到第一級(jí)極大。試求NaCl晶體常數(shù)。d解：已知入射光的波長(zhǎng)，當(dāng)掠射角時(shí)，出現(xiàn)一級(jí)極大??A542.1?5015???（n=1）。?????Addn825.2sin2sin2???8.5鋁（Al）被

6、高速電子束轟擊而產(chǎn)生的連續(xù)X光譜的短波限為5。問(wèn)這時(shí)是否也?A能觀察到其標(biāo)志譜K系線？解：短波X光子能量等于入射電子的全部動(dòng)能。因此電子伏特31048.2?????ch電要使鋁產(chǎn)生標(biāo)志譜K系，則必須使鋁的1S電子吸收足夠的能量被電離而產(chǎn)生空位，因此轟擊電子的能量必須大于或等于K吸收限能量。吸收限能量可近似的表示為：22)(???ZnRhcEK這里，；所以有：1301???Zn?1030.21031063.610097.116913133