5.5 מודל בוהר לאטום המימן (4 שעות)

א. יש להציג את ההנחות של בוהר לגבי אטום המימן: הנחה הראשונה בדבר קיום מסלולים סטציונריים שבהם האלקטרון אינו קורן; הנחה שנייה בדבר פליטה או בליעה של אנרגיה במעבר אלקטרון ממסלול סטציונרי אחד למשנהו.אם המושג "תנע זוויתי" מוכר לתלמידים, ניתן להציג את ההנחה השלישית כקוונטיזציה של התנע הזוויתי: . אם מושג זה אינו מוכר לתלמידים ניתן להציג את ההנחה השלישית כקוונטיזציה של הגודל המתקבל ממכפלת התנע הקווי של האלקטרון בהיקף מסלולו: .

ב. חשוב לקשור את ההנחה השנייה של בוהר עם חוק שימור האנרגיה. יש להראות כי חוק שימור התנע מחייב שאטום המימן יירתע, וכי אנרגיה זו ניתנת להזנחה ביחס לאנרגיות המעורבות.

ג. חשוב להדגיש כי מודל האטום של בוהר מבוסס על הנחות קלאסיות ועל הנחות שאינן קלאסיות.

ד. יש לפתח את הביטוי עבור רדיוסי המסלולים האפשריים של אלקטרון באטום המימן, ואת הביטוי עבור האנרגיה המכנית הכוללת של מערכת הפרוטון והאלקטרון (קינטית ופוטנציאלית-חשמלית, כאשר האנרגיה הקינטית של הפרוטון מוזנחת ביחס לאנרגיות האחרות).

ה. מושגים חדשים: "רמות אנרגיה", "מצב יסוד", "מצבים מעוררים", "אנרגיית יינון".

נוסף לייצוג רמות האנרגיה על ידי נוסחה, יש לייצגן גם על ידי הסכֵמה המקובלת.

חשוב שהתלמידים יבינו מדוע משתמשים במונח רמות אנרגיה של האטום ולא במונח רמות אנרגיה של האלקטרון. כמו כן חשוב שתלמידים יבינו מדוע רמות האנרגיה נקבעות רק עד כדי קבוע. (לעתים קרובות תלמידים אינם מקשרים בין נושאי לימוד שונים בפיזיקה, למשל בין המכניקה לבין הפיזיקה המודרנית.)

הערות נוספות