原子物理学》考试大纲.doc

《原子物理学》考试大纲
课程编号：
课程类别：专业基础必修课
总学时数：60
学分数； 3.5
考试对象:物理学本科非师范、师范。
一、 考试目的
《原子物理学》课程考试的目的是考察学生对原子物理学本质的理解，分析和解决原子物理学基本问题的能力。本门课程考核要求由低到高共分为“了解”、“掌握”、“熟练掌握”三个层次。“了解”是指学生对要求了解的内容，应该知道所涉及问题的现象和有关实验，并能对它们进行定性解释，还应知道与问题直接有关的物理量和公式等的物理意义（在经典物理学部分一般不要求定量计算）。“掌握”是指学生对要求理解的内容（包括定理、定律、原理等的内容、物理意义及适用条件）都应明了、并能用以分析和计算原子物理学基本的问题。对于那些能由基本定律导出的定理不要求会推导。“熟练掌握”是指学生能较为深刻理解所学知识， 在此基础上能够准确、熟练地使用它们进行有关推导和计算，以及分析解决实际问题。
二、 考试方法和考试时间
1、 考试方法：闭卷、笔试。
2、 记分方式：100分制，满分为100分
3、 考试时间：120分钟
4、 试题总数：25题
5、 命题的指导思想和原则
全面考查学生对本课程的基本原理、基本概念和主要知识点学习、理解和掌握的情况作为命题的指导思想。命题的原则是题目较多、范围广，最基本的知识一般要占60%左右，稍微灵活一点的题目要占24%左右，较难的题目要占16%左右。客观性的题目约占60%,主观题30%。
6、 题目类型
（1）选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。）
（2）、填空题（本大题10题，共30分。把答案填在题中的横线上。）
（3）问答题（共青1 题共5 分）
（4）证明题（本大题共1题、共6分）
（5）计算题（本大题3题、共29分。要求写出必要的文字说明和演算步骤）
三、 考试内容、要求
（一）原子的基本状况
(1) 了解电子的发现、α粒子散射实验等实验事实；
(2) 掌握卢瑟福散射公式、原子核大小的估计和原子的核式结构
（二）原子的能级和辐射
（1）掌握氢原子及类氢离子光谱规律及类氢离子光谱线系公式；
（2）掌握玻尔理论，会画能级跃迁图；
（3）理解夫兰克—赫兹实验原理；萦末菲量子化条件及应用；
（4）理解量子化这一新的规律，理解玻尔对应原理、玻尔理论的地位和缺陷；（5）了解原子的自发辐射、受激辐射与吸收

（三）量子力学初步
（1）理解量子力学的几个基本概念；德布罗意假设和微观粒子的波粒二象性，测不准关系。
（2）理解量子化是薛定谔方程和波函数物理意义。
（3）了解薛定谔方程解题的基本方法。

（四）碱金属原子和电子自旋
（1）掌握碱金属原子能级和光谱的一般特性，理解原子实极化与轨道贯穿；
（2）掌握电子自旋概念与自旋量子数的意义，掌握角动量耦合方法；理解电子自旋与轨道运动的相互作用；
（3）掌握碱金属原子光谱精细结构形成的物理本质；掌握单电子原子态符号描述。
（4）掌握单电子辐射跃迁的选择定则

（五）多电子原子
（1）熟练掌握两个价电子的耦合方法、氦和碱土金属原子态的推导，并能够画出相应的能级跃迁简图；
（2）熟练掌握泡利不相容原理和辐射跃迁的选择定则，并能应用；
（3）了解多电子原子光谱的一般规律；了解激光器的工作原理。
（六）在磁场中的原子
（1）掌握原子磁矩概念和有关计算；掌握原子在外磁场中附加能量公式，并能用来解释原子能级在外磁场中分裂现象。正确解释史特恩——盖拉赫实验的结果。
（2）能应用量子理论对塞曼效应的解释，能进行塞曼谱线的波数计算。
（3）了解物质的磁性、顺磁共振、核磁共振等概念和原理。

（七）原子的壳层结构
（1）了解元素周期表的结构；掌握电子填充原子壳层的原则。掌握原子基态的电子组态和相应的原子态符号；
（2）了解电子填充壳层时出现能级交错的原因。
（八）X射线(作了解)
（1）了解X射线的性质；理解X射线的连续谱与标识谱的特征和产生的机制；理解与X射线与相关的原子能级结构。
（2）了解物质对X射线吸收的规律；理解康普顿散射

（九）原子核
（1）了解原子核的各种性质；掌握原子核结合能的计算方法；了解原子核的放射性衰变规律；了解α、β和γ衰变的规律；
（2）了解核力的性质，了解核力的介子论；掌握核反应遵循的守恒定律、核反应中的反应能和阈能的计算；
（3）理解重核裂变和轻核聚变的机制，了解原子能的利用
（十）粒子物理学
(1)了解粒子的种类与粒子间的相互作用；
(2)了解粒子物理的对称性与守恒定律；
(3)了解强子结构模型—夸克模型。

四、 试题结构（内容、题型、分数分配）
序号
题型
考试内容
分数分配
备注
1
填空
1原子的基本状况，2原子的能级和辐射，3量子力学初步，4碱金属原子和电子自旋，5多电子原子，6在磁场中的原子，7原子的壳层结构，8原子核，粒子物理学

30分（10小题×3分/小题）

2
选择
同上
30分（10小题×3分/小题）

3

量子力学初步，碱金属原子和电子自旋
5分（1小题×5分/小题）

4
证明计算
原子的能级和辐射，碱金属原子和电子自旋，多电子原子，在磁场中的原子，原子的壳层结构，
4小题共35分

总分数
100分

五、 考试要求
本课程考试为闭卷考试，考生可带没贮存功能的计算器。
考生不得携带任何纸、教材、笔记本、作业本、参考资料、电子读物、电子器具和工具书等进入考场。