2018年湖南师范大学原子物理考研大纲

湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲
考试科目代码：[ ] 考试科目名称：原子物理
（同等学历加试科目）
一、试卷结构
1) 试卷成绩及考试时间
本试卷满分为 100 分，考试时间为 180 分钟。
2) 答题方式：闭卷、笔试
3) 试卷内容结构
原子物理 82% 原子核物理 18%
4) 题型结构
a: 判断题，3 小题，每小题 3 分，共 9 分
b: 填空题，6 小题，每小题 5 分，共 30 分
c: 简答题，2 小题，每小题 6 分，共 12 分
d: 解答题(包括证明题)，3 小题，共 49 分
二、考试内容与考试要求
1、原子结构、原子的能级和辐射
考试内容
原子的基本状况 原子的质量 一个原子质量单位 原子的大小 卢瑟福的核
式结构模型  粒子散射实验 大角散射
氢原子光谱 里德堡方程 赖曼系 巴尔末系 氢原子玻尔理论 玻尔理论的
三个假设 氢原子第一轨道半径 氢原子基态能 类氢离子光谱 里德堡常数的修
正 夫兰克—赫兹实验 索末菲的氢原子椭圆轨道理论 原子空间取向量子化 玻
尔的对应原理
考试要求
（1）了解原子的质量，掌握一个原子质量单位，了解原子的大小，理解卢瑟
福的核式结构模型，了解 粒子散射实验、大角散射。
（2）理解氢原子光谱的里德堡方程，掌握赖曼系和巴尔末系的光谱公式，并
能用公式求光波长。
（3）理解玻尔的三个假设，掌握氢原子激发能、电离能的计算方法，会画能
级图。
（4）理解类氢离子的光谱方程，掌握里德堡常数的修正公式。
（5）了解夫兰克—赫兹实验，了解索末菲的氢原子椭圆轨道理论，了解原子
空间取向量子化的概念，了解玻尔的对应原理。
2、碱金属原子、多电子原子
考试内容
碱金属原子光谱 主线系 第一、第二辅线系 电子态（nl） 主量子数 n 轨
道角量子数 l 原子实极化和轨道贯穿 碱金属原子光谱的精细结构 电子自旋量
子数 s 电子的自旋角动量及对外场的投影 电子的自旋磁矩及对外场的投影
电子的轨道角动量及对外场的投影 电子的轨道磁矩及对外场的投影 电子自旋
角动量与轨道角动量的耦合 电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加
能 双重能级结构 碱金属及氢原子的原子态符号 总角量子数 j 单电子能级跃
迁的选择定则
多电子原子 氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级 两个角动量耦合
的普遍规则 L-S 耦合模型及其适用范围 洪德定则 J-J 耦合模型及其适用范围
同科电子 泡利不相容原理 能级跃迁的选择定则
考试要求
（1）了解碱金属原子光谱的主线系，第一、第二辅线系，理解原子实极化
和轨道贯穿，掌握主量子数 n、轨道角量子数 l、电子自旋量子数 s 和总角量子
数 j，了解碱金属原子光谱的精细结构。
（2）掌握电子的自旋、轨道角动量及对外场的投影，掌握电子的自旋、轨
道磁矩及对外场的投影，掌握碱金属及氢原子的原子态符号写法。会画相应的能
级图。
（3）了解电子自旋与轨道运动的相互作用及由此产生的附加能，了解单电
子能级跃迁的选择定则。
（4）理解氦原子及第二族元素的单重能级与三重能级氦原子及第二族元素
的单重能级与三重能级，掌握个角动量耦合的普遍规则，掌握 L-S 耦合模型并能
求出电子组态的原子态，理解洪德定则 了解 J-J 耦合模型及其适用范围 会画相
应的能级图。
（5）理解泡利不相容原理和同科电子，理解多电子原子能级跃迁的选择定
则。
3、塞曼效应
考试内容
电子的自旋磁矩和轨道磁矩 原子的有效磁矩与总角动量之间的关系
朗德因子 g 磁场对原子的影响 拉莫尔进动 史特恩—盖拉赫实验 顺磁原子
顺磁共振 原子能级在磁场中的分裂 塞曼效应（谱线在磁场中分裂的现象）
正常、反常塞曼效应 塞曼谱线的计算（新谱线与原谱线波数差的计算） 顺磁性
抗磁性 抗磁原子
考试要求
（1）理解电子的自旋磁矩和轨道磁矩，理解原子的有效磁矩与总角动量之
间的关系，掌握有效磁矩的计算公式，掌握朗德因子的计算公式。
（2）了解拉莫尔进动，了解史特恩—盖拉赫实验，了解顺磁共振。
（3）理解原子能级在磁场中的分裂，掌握附加能 E 计算公式，利用格罗
春图计算波数差。
（4）了解顺磁性、抗磁性、顺磁原子和抗磁原子。
4、原子的壳层结构
考试内容
元素周期表 原子的电子壳层结构 描述电子的四个量子数 主壳层和次壳层
能容纳的电子数目 原子基态 能量最低原理
考试要求
（1）了解元素周期表，理解原子的电子壳层结构，掌握描述电子的四个量
子数。
（2）掌握主壳层和次壳层能容纳的电子数目，了解用能量最低原理和泡利
原理确定原子基态的方法。
5、X 射线
考试内容
X 射线的产生 X 射线波长的测量（布喇格方程） X 射线的发射谱 连续谱
和标识谱 连续谱的产生机制 短波限的量子解释 标识谱的产生机制 标识谱与
光学光谱的比较 X 射线的吸收和散射 康普顿散射及其量子解释
考试要求
（1）了解多 X 射线的产生装置，掌握布喇格方程。
（2）了解 X 射线的发射谱，理解连续谱的产生机制，理解短波限的量子解
释，掌握短波限的计算。
（3）理解标识谱的产生机制，掌握标识谱与光学光谱的比较。
（4）了解 X 射线的吸收，理解康普顿散射及其量子解释。
6、原子核
考试内容
原子核的基本知识（电量、大小、组成、密度） 结合能 平均结合能 原子
核的放射衰变 放射性强度  衰变  衰变  衰变 核力的性质 核反应 核
反应能 核裂变 核聚变
考试要求
（1）掌握原子核的一些基本知识（电量、大小、组成、密度）
（2）理解结合能和平均结合能的概念，掌握结合能和平均结合能的计算公
式。
（3）理解原子核放射衰变的概念，了解放射性强度的概念，了解 衰变、
衰变和 衰变的现象，掌握放射衰变的指数衰变公式，理解半衰期和衰变常数的
关系。
（4）理解核力的性质。
（5）理解核反应方程，理解核反应过程中需满足的一些守恒定律，理解核
反应能的定义，掌握核反应能的计算方法。
（6）了解核裂变和核聚变。
三、参考书目
[1] 诸圣麟. 原子物理学. 高等教育出版社, 2012