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中国地质大学研究生院
2010年研究生入学复试《原子物理学》考试大纲
(物理学科同等学力入学复试加试科目 )
一、考试形式与试卷结构
1、考试方式:闭卷,笔试
2、题型:填空题与选择题 约30%
解答题(包括证明题) 约70%
二、其他
一、考试内容
第一章 原子的基本情况
1、原子的质量和大小
2、a粒子散射实验和原子的核式结构
3、同位素
第二章 原子的能级和辐射
1、氢原子光谱的规律
2、玻尔的氢原子理论
3、类氢离子的光谱
4、夫兰克-赫兹实验与原子能级
5、量子化通道
6、电子的椭圆轨道和氢原子能量的相对论效应
7、史特恩-盖拉赫实验与原子空间取向的量子化
8、原子的激发和辐射
9、激光原理
10、 对应原理和玻尔理论的定位
第三章 量子力学初步
1、物质的二象性
2、测不准原理
3、波函数及其物理意义
第四章 碱金属原子和电子自旋
1、碱金属原子的光谱
2、原子实验的极化和轨道贯穿
3、碱金属原子光谱的精细结构
4、电子自旋同轨道运动的相互作用
5、单电子辐射跃迁的选择定则
6、氢原子光谱的精细结构与蓝姆移动
第五章 多电子原子
1、氦及周期系第二族元素的光谱和能级
2、具有两个价电子的原子态
3、泡利原理与同科电子
4、复杂原子光谱的一般规律
5、辐射跃迁的普用选择定则
6、原子的激发和辐射跃迁的一个实例--氦氖激光器
第六章 在磁场中的原子
1、原子的磁矩
2、外磁场对原子的作用
3、史特恩-盖拉赫实验的结果
4、顺磁共振
5、塞曼效应
第七章 原子的壳层结构
1、元素性质的周期性变化
2、原子的电子壳层结构
3、原子基态的电子组态
第八章 X射线
1、X射线的产生及其波长和强度的测量
2、X射线的发射谱
3、同X射线有关的原子能级
4、X射线的吸收
第九章 原子核
1、原子核的基本性质
2、原子核的放射衰变
3、r射线同实物的相互作用和放射性应用
4、核力的主要性质和核力的介子论
5、原子核结构模型
6、原子核反应
7、原子裂变和原子能
8、原子核的聚变和原子能利用的展望
二、考试要求
第一章 原子的基本情况
了解a粒子散射实验对认识原子结构的作用,理解如何由实验得出原子核式结构的结构。
重点:卢瑟福散射公式和原子的核式模型。
第二章 原子的能级和辐射
1、掌握氢原子光谱规律及巴尔末公式
2、掌握玻尔基本假设,圆轨道量子化条件,能量公式,主量子数,氢能级图。
3、掌握玻尔理论来解释氢原子和类氢原子的结构及其光谱规律。
4、理解夫兰克-赫兹实验对于原子定态的证明
5、了解萦末菲量子化条件,对电子的椭圆轨道仅作扼要叙述,不作详细讨论
6、掌握原子的磁性与空间量子化的意义
7、掌握主量子数,角量子数和磁量子数的意义及其重要性
8、了解玻尔氢原子理论的局限性,说明新量子论(量子力学)产生并取代旧量子论的必然性
9、了解原子的自发辐射,受激辐射与吸收
重点:玻尔氢原子理论、夫兰克-赫兹实验、量子化通则、旧量子数的取值范围和所表征的物理量表达式、玻尔的对应原理。
第三章 量子力学初步
1、了解微观粒子二象性的实验事实,掌握微观粒子二象性的德布罗意关系
2、了解测不准关系的含义及其在分析物理现象中的意义
3、描述微观粒子运动状态的波函数的统计意义
重点:德布罗依假设和微观粒子的波粒二象性、波函数的统计诠释、不确定关系、定态的概念、求解定态薛定谔方程(本征问题)的基本步骤、量子力学对氢原子的描述及三个量子数。
第四章 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
2、了解原子实验极化与轨道贯穿的作用
3、掌握电子自旋概念与自旋量子数的意义
4、掌握角动量合成,并理解其对于碱金属原子光谱精细结构的说明
5、知道电子自旋与轨道运动的相互作用能,推出相互作用能量公式,但不详细讨论
重点:碱金属原子光谱、电子自旋、单电子角动量的合成、四个量子数、单电子跃迁选择定则、原子光谱的精细结构。
第五章 多电子原子
1、以氦、镁为例,了解多电子原子光谱的特征
2、掌握角动量全成的规律,掌握LS耦合,J-J耦合
重点:L-S耦合、多电子原子的光谱、能级图和原子态、泡利原理和同科电子原子态的确定、辐射跃迁的普用选择定则。
第六章 在磁场中的原子
1、了解计算朗德g因子的方法
2、了解拉莫旋进
3、掌握原子受磁场作用的附加能量
4、了解史特恩-盖拉赫实验证实了原子具有磁矩,和原子角动量的空间量子化
5、掌握塞曼效应的理论解释
6、本章重点、难点是2、5节
重点:原子有效磁矩、原子能级在磁场中的分裂、塞曼效应(正常、反常)、史特恩-盖拉赫实验结果的再分析。
第七章 原子的壳层结构
1、了解元素周期系规律的内在根源
2、掌握电子壳层填充所需遵循的规律,理解泡利原理,及其对于原子壳层结构的意义
3、本章的重点、难点是2、3节
重点:玻尔对元素周期表的解释、电子填充壳层的原则、莫色勒定律。
第八章 X射线
1、了解伦琴射线的产生机制和特征
2、理解原子内层电子跃迁的规律
重点: X射线连续谱与标识谱及产生机制、莫色勒定律、康普顿散射。
第十章 原子核
1、本章重点是原子核的结合能,原子放射性衰变,a衰变,r衰变,核裂变与核聚变原理,原子核反应。
2、掌握核子平均结合能的概念
3、掌握原子核的三种放射性,放射性衰变规律和半衰期概念。
4、掌握反应能,阈能概念
5、理解原子核释放能量的两种方式,裂变与聚变
重点:核自旋、核结合能、放射性衰变的类型、衰变规律、条件、衰变能、衰变方程及有关概念和计算、核反应遵守的守恒定律、核反应能的意义和有关计算、重核裂变和轻核聚变。
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