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一、分别说明原子能级的三次分裂。
答：1.电子轨道运动和自旋运动相互作用使得原来的电子态nl分裂成两个原子态。2.自旋磁矩μ在原子内轨道磁场中的附加能量引起能级第二次分裂。
3.原子放入外磁场中时，总磁矩B与自旋磁矩μ的作用使原子又一次获得附加能量，从而导致能级的第三次分裂。
二、简要说明原子物理学的每一章的实验证明了什么物理概念。
第一章盖革-马斯顿实验证明了卢瑟福公式的正确性第二章光谱实验肯定的氘元素的存在
弗兰克-赫兹实验证明了原子内部能量是量子化的
第三章双缝干涉实验证明了光的波动性
第四章施特恩-盖拉赫实验证明了原子在磁场中的取向是量子化的，是空间量子化的最直接的证
1例 埃及一法老古墓发掘出来的木质遗物样品中,放射性碳-14的比活度为432Bq·g-1 [即s-1·(gC)-1],而地球上活
1
体植物组织相应的比活度则为756Bq·g-1,试计算该古墓建造的年代.
解:衰变反应是:14C?14N? 0e
6 7 ?1
根据一级反应的速率方程和半衰期公:式
lnc(
14C
)= -λt＋lnc(
14C )
t 6 0 6
T = 0.693/λ
1/2
得：λ= 0.693/t
1/2
= 0.693/5730 a = 1.2×110-4 a-1
t=ln[756Bq·g-1/432Bq·g-1]/(1.21×10-4a-1) =4630 a
如以上数据系2005年所得，则4630-2005＝2625
即该古墓大约是公元前2625年建造的。
9
例2
例2
测得古墓100g骸骨碳的
?
衰变率为900/min，求此墓年代。
?N
解: 据衰变定律和半衰期公式
?
?
?N
e??t
0
?T
1 N Tt?? ln ??
? N ln2
N
N
?
1/2
?
ln2
ln
?
0
0
墓主死亡时100g骸骨碳中含 14C原子的数目为：
N ?
0
N
N
14C
?
100N
?
A
?1.3?10?12?
100?6.022?1023
12
?6.5?1012
12C
当前100g骸骨中
C
14
C
的数目为N，
dN
dt ?900/min?900?60?24?365/a?4.73?108/a
?N?
1dN
?
dt
?
T dN
ln2dt
?
5730a
0.693
?4.73?108/a?3.91?1012
?t??
T
ln2
ln
N
N
??
5730a
0.693
ln
3.91?1012
6.5?10
?4200a
12
0
结论：古墓年代约为公元前2200年
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