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某X射线管两端加有加速电压 U = 24.8 kV,阴极发出的电子(初速度可忽略)打在阳极靶上产生X射线连续谱。已知 hc = 1.24×10⁻⁶ eV·m,e = 1.60×10⁻¹⁹ C。关于该连续谱的短波极限波长 λmin,下列说法正确的是: A. λmin = 0.050 nm,它对应一个电子在一次碰撞中把全部动能转化为一个光子的情形 B. λmin = 0.025 nm,它对应电子动能一半转化为光子的情形 C. λmin = 0.100 nm,它对应电子动能全部转化为光子的情形 D. λmin 无法由加速电压确定,取决于靶材的原子序数
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X射线管中,高速电子撞击阳极靶时因速度骤减而辐射电磁波,由此形成的谱线称为连续谱,其产生机制称为____辐射;连续谱存在短波极限,其物理原因是单个电子的全部动能在一次碰撞中转化为光子能量,故短波极限由管电压决定,而与靶材种类____。
某X射线管中,电子经加速电压 U = 35 kV 加速后轰击阳极靶。靶原子 K 壳层电离能为 20.0 keV,L 壳层电离能为 2.0 keV。设某次碰撞中电子将全部动能用于电离一个 K 壳层电子,随后 L 壳层电子跃迁填补空位。(1)说明由此辐射的 X 射线属于哪种谱线(标识谱还是连续谱),并指出其产生机制;(2)求该谱线光子的能量;(3)求对应波长(已知 hc = 1.240×10³ eV·nm)。
某X射线管中,热阴极发射的电子经加速电压 U 加速后轰击钨阳极靶,测得该管发射的X射线连续谱的短波极限波长为 λmin = 0.031 nm。设某次碰撞中一个电子将其全部动能转化为一个X射线光子。(1)指出这种光子对应连续谱中的哪一成分,并说明该X射线的产生机制与电磁本质;(2)求加速电压 U 的大小(已知 hc/e = 1.24×10⁻⁶ V·m)。
氢的放射性同位素氚(³H)发生β⁻衰变:³H → ³He + e⁻ + 反中微子。已知用原子质量单位表示时,中性氚原子的质量为 3.016049 u,中性氦-3 原子的质量为 3.016029 u,1 u×c² = 931.5 MeV。忽略原子核的反冲能。(1)计算该衰变的衰变能 Q,并以 keV 为单位表示;(2)实验测得电子动能谱是连续谱,试根据中微子假设说明:当反中微子动能趋于零时,电子动能取最大值,并求出该最大动能值。
某矿石样品中放射性核素 X 已衰变部分与其剩余质量之比为 7:1,已知样品年龄为 4.8×10^4 年。设衰变过程中子体稳定、无质量损耗,则核素 X 的半衰期为多少年? A. 1.2×10^4 B. 1.6×10^4 C. 2.4×10^4 D. 3.2×10^4
已知原子核半径近似为 R=r₀A^(1/3)(r₀ 为常数),现有两个原子核,质量数分别为 A₁=27 和 A₂=64。则两核半径之比 R₂/R₁ 与两核密度之比 ρ₂/ρ₁ 分别为( ) A. 4/3;1 B. 3/4;1 C. 4/3;64/27 D. 64/27;1
CO 分子可近似视为谐振子,其约化质量 μ=1.15×10⁻²⁶ kg,弹性常量 k=1.9×10³ N/m,普朗克常量 h=6.626×10⁻³⁴ J·s,1 eV=1.602×10⁻¹⁹ J。(1)求该分子的振动频率 ν 与对应波数 ν̃=ν/c(取 c=3.00×10⁸ m/s);(2)求相邻振动能级间距 ΔE,并分别以焦耳和电子伏特表示;(3)说明谐振子模型下各振动谱线(以波数计)的分布特征。
某异核双原子分子(如 CO,C∞v 对称性)处于振动基态 v=0、转动态 J=0 的 ¹Σ 电子态。请依据分子对称性与电偶极跃迁选择定则判断:(1)该分子能否发生红外吸收跃迁?请从振动是否引起分子电偶极矩变化的角度说明理由。(2)若发生纯振动-转动跃迁,允许的 Δv 和 ΔJ 取值各是什么?回答需写明所依据的对称性要点与选择定则。
双原子分子的红外振动转动跃迁遵循选择定则:只有当振动过程中分子的偶极矩发生变化时,跃迁才是红外活性的。据此判断:(1)HCl 分子(异核)的 v=0→1 振动跃迁____(填“允许”或“禁阻”);(2)N₂ 分子(同核)因无固有偶极矩且振动中偶极矩始终为零,其振动跃迁属于____(填“红外活性”或“红外非活性”);(3)纯转动光谱中,只有具有____(填“固有偶极矩”或“四极矩”)的分子才有转动吸收谱线,故 O₂ 的纯转动跃迁禁阻。
在X射线管中,高速电子撞击金属阳极靶会产生X射线。关于其产生机制与本质,下列说法正确的是: A. X射线本质是高速电子流,穿透能力来自电子的高速度 B. 连续谱源于靶原子内层电子的跃迁,与电子减速无关 C. 高速电子撞击靶时骤然减速,其动能转化为波长极短的电磁辐射,同时内层电子跃迁产生特征谱线 D. 特征谱线的波长只取决于管电压,与靶材料无关
某双原子分子处于振动激发态,其振动引起分子偶极矩随时间的变化。下列关于该类分子红外光谱与拉曼光谱选择定则的判断中,正确的是:同核双原子分子(如 N₂)与异核双原子分子(如 CO)的红外、拉曼活性应如何判定? A. 同核分子红外活性且拉曼活性,异核分子两者均非活性 B. 同核分子红外非活性但拉曼活性,异核分子红外与拉曼均活性 C. 同核分子红外活性但拉曼非活性,异核分子红外非活性但拉曼活性 D. 同核与异核分子的红外、拉曼活性完全相同
某双原子分子可视为刚性转子,实验测得其转动常数为 B̃ = 1.93 cm⁻¹(波数单位)。根据刚性转子模型,转动能级 E_J = h·c·B̃·J(J+1)(J = 0, 1, 2, …)。该分子从 J = 0 跃迁到 J = 1 所吸收光谱线的波数(以 cm⁻¹ 为单位)为多少? A. 0.97 cm⁻¹ B. 1.93 cm⁻¹ C. 3.86 cm⁻¹ D. 5.79 cm⁻¹
根据弗兰克-康登原理,分子中电子跃迁(吸收或发射光子)时,由于电子运动远快于核振动,跃迁前后下列哪个量基本保持不变?A. 电子所处的势能面(即在两个不同电子态之间瞬间切换) B. 核间距与核振动速度(即核坐标和核动量近似不变,跃迁竖直进行) C. 分子的振动量子数v必须保持不变 D. 分子的转动量子数J必须保持不变
某X射线管中,电子经电压 U = 30 kV 加速后轰击金属靶。已知该靶原子的K壳层电离能为 25.0 keV,L壳层电离能为 2.5 keV。忽略其他能量损失。(1)求连续谱的最短波长 λmin(已知 hc = 1.24 keV·nm);(2)求Kα特征谱光子的能量与波长;(3)当K壳层出现空位后,若L层一个电子跃迁填补K空位,而能量不给光子、全部交给另一个L层电子使其逸出(俄歇过程),求该俄歇电子的动能。
莫塞莱在研究特征X射线时总结出经验定律:特征谱Kα线的频率ν满足 √ν = A(Z−b),其中A、b为常数,对Kα线可取 b≈1。已知某元素(Z₁=26)的Kα线频率为 ν₁=1.54×10¹⁸ Hz,则 Z₂=29 的元素的Kα线频率 ν₂ 约为多少? A. 1.54×10¹⁸ Hz B. 1.92×10¹⁸ Hz C. 2.30×10¹⁸ Hz D. 1.72×10¹⁸ Hz
某X射线管中,热阴极发出的电子经加速电压 U = 25 kV 加速后轰击阳极靶,其中某次碰撞里电子将全部动能转化为一个X射线光子的能量。(1)说明由此产生的X射线在连续谱中属于什么成分,并简述X射线的本质;(2)求该光子的能量(以 keV 为单位);(3)求对应光子的波长,已知普朗克常量与光速的乘积 hc = 1.24 keV·nm,结果保留两位有效数字。
某原子在阴极射线轰击下,K 壳层出现一个空位。已知该原子的 K 壳层电子结合能为 25.5 keV,L 壳层电子结合能为 3.2 keV。求:(1) 该原子产生的 Kα 标识谱线光子的能量;(2) 若该空位随后被 M 壳层(结合能 0.8 keV)电子填充,求对应 Kβ 谱线光子的能量。
某多电子原子的价电子组态为 4p5p(两电子非同科,n 不同,l₁=l₂=1)。在 L-S 耦合下,总轨道角量子数 L=0,1,2,总自旋量子数 S=0,1。则由该组态形成的下列原子态中,不属于该组态允许原子态的是( ) A. ³S₁ B. ³P₂ C. ¹D₂ D. ³F₂
在特征X射线标识谱中,Kα线是由 n=2 壳层电子跃迁填补 K 壳层空位产生的,Kβ线是由 n=3 壳层电子跃迁填补 K 壳层空位产生的。若某元素原子中 K 壳层电子的结合能为 8.98 keV,L 壳层(n=2)电子的结合能为 0.95 keV,则该元素 Kα 特征谱线的能量为 ____ keV;若测得某未知元素与该元素同属一条 Kα 线系,且其 Kα 线能量为 12.30 keV,说明该未知元素的原子序数比该元素____(填“更大”或“更小”)。