ABOUT THE SPEAKER
Jon Bergmann - Educator
Jon Bergmann co-wrote the book on the "flipped classroom" -- using video to help students master new ideas outside the traditional class setting.

Why you should listen

Jon Bergmann is considered one of the pioneers in the Flipped Class Movement -- in fact, he co-wrote the book on the Flipped Classroom, available from ISTE Press in June 2012. Bergmann believes educators should ask one guiding question: What is best for my students in my classroom?  To the best of his abilities he has done this in his two-plus decades as a high school science teacher. He received the Presidential Award for Excellence for Math and Science Teaching in 2002 and was named Semi-Finalist for Colorado Teacher of the Year in 2010. He blogs at flipped-learning.com.

He is the Lead Technology Facilitator for the Joseph Sears School in Kenilworth, Illinois.

Read about the making of "How Small Is an Atom?" >>

More profile about the speaker
Jon Bergmann | Speaker | TED.com
TED-Ed

Jon Bergmann: Just how small is an atom?

Filmed:
5,793,993 views

Just how small are atoms? Really, really, really small. This fast-paced animation from TED-Ed uses metaphors (imagine a blueberry the size of a football stadium!) to give a visceral sense of just how small atoms are. Lesson by Jon Bergmann, animation by Cognitive Media.
- Educator
Jon Bergmann co-wrote the book on the "flipped classroom" -- using video to help students master new ideas outside the traditional class setting. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

(Musik)
Wahrscheinlich weißt du schon, dass alles
00:26
You probablywahrscheinlich alreadybereits know
0
13809
1200
aus winzigen Teilen besteht, den Atomen,
00:28
everything is madegemacht up
of little tinysehr klein things callednamens atomsAtome
1
15033
2690
und vielleicht sogar, dass jedes Atom
aus noch kleineren Partikeln besteht:
00:30
or even that eachjede einzelne atomAtom
is madegemacht up of even smallerkleiner particlesPartikel
2
17747
2961
Protonen, Neutronen und Elektronen.
00:33
callednamens protonsProtonen, neutronsNeutronen and electronsElektronen.
3
20732
2122
Und du hast bestimmt gehört,
dass Atome klein sind.
00:35
And you've probablywahrscheinlich heardgehört
that atomsAtome are smallklein.
4
22878
2287
Hast du dich mal gefragt,
wie klein Atome tatsächlich sind?
00:38
But I betWette you haven'thabe nicht ever thought
about how smallklein atomsAtome really are.
5
25189
4160
Nun, die Antwort ist: Sie sind wirklich,
wirklich, wirklich klein.
00:42
Well, the answerAntworten is
that they are really, really smallklein.
6
29373
3716
Du willst wissen, wie klein genau Atome sind?
00:46
So you askFragen, just how smallklein are atomsAtome?
7
33908
3039
Um das zu verstehen, müssen wir
uns folgende Frage stellen:
00:49
To understandverstehen this,
let's askFragen this questionFrage:
8
36971
3073
Wie viele Atome sind in einer Grapefruit?
00:53
How manyviele atomsAtome are in a grapefruitGrapefruit?
9
40068
1908
Angenommen, dass die Grapefruit
nur aus Stickstoffatomen besteht,
00:55
Well, let's assumeannehmen that the grapefruitGrapefruit
is madegemacht up of only nitrogenStickstoff atomsAtome,
10
42721
3429
was gar nicht stimmt, aber es gibt
Stickstoffatome in einer Grapefruit.
00:59
whichwelche isn't at all truewahr, but there
are nitrogenStickstoff atomsAtome in a grapefruitGrapefruit.
11
46174
3658
Damit du dir das vorstellen kannst,
blasen wir jedes Atom
01:02
To help you visualizevisualisieren this,
let's blowSchlag up eachjede einzelne of the atomsAtome
12
49856
3031
auf die Größe einer Blaubeere auf.
01:05
to the sizeGröße of a blueberryHeidelbeere.
13
52911
1813
Wie groß wäre dann die Grapefruit?
01:07
And then how biggroß
would the grapefruitGrapefruit have to be?
14
54748
3148
Sie hätte dieselbe Größe wie –
die Erde.
01:10
It would have to be the samegleich sizeGröße of
-- well, actuallytatsächlich, the EarthErde.
15
57920
4029
Verrückt! Heißt das, wenn ich
die Erde mit Blaubeeren auffüllen würde,
01:14
That's crazyverrückt!
16
61973
1016
01:16
You mean to say that if I filledgefüllt
the EarthErde with blueberriesHeidelbeeren,
17
63013
2821
da so viele wären wie
Stickstoffatome in einer Grapefruit?
01:18
I would have the samegleich numberNummer
of nitrogenStickstoff atomsAtome as a grapefruitGrapefruit?
18
65858
2977
Genau! Also, wie groß ist das Atom?
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how biggroß is the atomAtom?
20
70258
1533
Nun, es ist wirklich, wirklich,
wirklich, wirklich klein.
01:25
Well, it's really, really smallklein!
21
72761
1741
Und weißt du was?
01:28
And you know what?
It getsbekommt even more crazyverrückt.
22
75541
2435
Es wird noch verrückter.
01:31
Let's now look insideinnen of eachjede einzelne atomAtom
-- and thusso the blueberryHeidelbeere, right? --
23
78000
3773
Schauen wir mal in jedes Atom hinein –
also in die Blaubeere –
Was siehst du?
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
In der Mitte des Atoms befindet sich
der sogenannte Atomkern,
01:35
In the centerCenter of the atomAtom
is something callednamens the nucleusKern,
25
82934
2721
der Protonen und Neutronen beinhaltet,
01:38
whichwelche containsenthält protonsProtonen and neutronsNeutronen,
26
85679
1727
und außen sind Elektronen.
01:40
and on the outsidedraußen, you'ddu würdest see electronsElektronen.
27
87430
2061
Wie groß ist der Atomkern also?
01:42
So how biggroß is the nucleusKern?
28
89515
1461
Wenn Atome wie Blaubeeren in der Erde sind,
wie groß wäre der Atomkern?
01:44
If atomsAtome are like blueberriesHeidelbeeren
in the EarthErde,
29
91381
2135
01:46
how biggroß would the nucleusKern be?
30
93540
1777
Vielleicht erinnerst du dich an Bilder
des Atoms aus dem Physik-Unterricht,
01:48
You mightMacht remembermerken the oldalt picturesBilder
of the atomAtom from scienceWissenschaft classKlasse,
31
95341
3217
mit einem winzigen Punkt und
einem Pfeil, der zum Atomkern zeigt.
01:51
where you saw this tinysehr klein dotPunkt on the pageSeite
with an arrowPfeil pointingHinweis to the nucleusKern.
32
98582
3763
Nun, diese Bilder sind nicht
maßstabsgetreu gezeichnet,
01:55
Well, those picturesBilder,
they're not drawngezeichnet to scaleRahmen,
33
102369
2395
daher nicht ganz korrekt.
01:57
so they're kindArt of wrongfalsch.
34
104788
1615
Also, wie groß ist der Atomkern?
01:59
So how biggroß is the nucleusKern?
35
106427
1556
Nun, würde man die Blaubeere öffnen
02:01
So if you poppedaufgetaucht openöffnen the blueberryHeidelbeere
and were searchingSuche for the nucleusKern ...
36
108007
3969
und nach dem Atomkern suchen –
Weißt du was? Er wäre unsichtbar.
02:06
You know what? It would be invisibleunsichtbar.
37
113236
2246
Er ist zu klein, um ihn zu sehen!
02:08
It's too smallklein to see!
38
115506
1642
O. K., blasen wir nun das Atom –
die Blaubeere –
02:10
OK. Let's blowSchlag up the atomAtom --
the blueberryHeidelbeere --
39
117944
2776
auf die Größe eines Hauses auf.
02:13
to the sizeGröße of a houseHaus.
40
120744
1232
02:15
So imaginevorstellen a ballBall that is as tallhoch
as a two-storyzwei Etagen houseHaus.
41
122000
3738
Stell dir einen Ball in der Größe
eines zweistöckigen Hauses vor.
Suchen wir nach dem Atomkern
in der Mitte des Atoms.
02:18
Let's look for the nucleusKern
in the centerCenter of the atomAtom.
42
125762
2477
Weißt du was?
Man könnte ihn gerade so sehen.
02:21
And do you know what?
It would just barelykaum be visiblesichtbar.
43
128263
3295
Also, um uns klarzumachen,
wie groß der Atomkern ist,
02:25
So to get our mindsKöpfe wrappedgewickelt
around how biggroß the nucleusKern is,
44
132141
2821
müssen wir die Blaubeere auf die Größe
eines Fußballstadions aufblasen.
02:27
we need to blowSchlag up the blueberryHeidelbeere,
up to the sizeGröße of a footballFußball stadiumStadion.
45
134986
3990
02:32
So imaginevorstellen a ballBall the sizeGröße
of a footballFußball stadiumStadion,
46
139000
2976
Stell dir einen Ball in der Größe
eines Fußballstadions vor,
02:35
and right smackklatschen dabTupfen
in the centerCenter of the atomAtom,
47
142000
2976
und haargenau im Zentrum des Atoms
02:38
you would find the nucleusKern,
and you could see it!
48
145000
2334
wäre der Atomkern.
Und du könntest ihn sehen!
Und er hätte die Größe einer kleinen Murmel.
02:41
And it would be the sizeGröße
of a smallklein marbleMarmor.
49
148278
2624
Es wird noch spannender!
02:45
And there's more, if I haven'thabe nicht
blowngeblasen your mindVerstand by now.
50
152121
2556
Betrachten wir das Atom genauer. Es besteht
aus Protonen, Neutronen und Elektronen.
02:47
Let's considerErwägen the atomAtom some more.
51
154701
1620
02:49
It containsenthält protonsProtonen,
neutronsNeutronen and electronsElektronen.
52
156345
2197
Die Protonen und Neutronen leben im Atomkern
02:51
The protonsProtonen and neutronsNeutronen
liveLeben insideinnen of the nucleusKern,
53
158566
2429
und ergeben fast die ganze Masse des Atoms.
02:54
and containenthalten almostfast
all of the massMasse of the atomAtom.
54
161019
2191
Ganz außen sind die Elektronen.
02:56
Way on the edgeRand are the electronsElektronen.
55
163234
1742
02:58
So if an atomAtom is like a ballBall
the sizeGröße of a footballFußball stadiumStadion,
56
165000
2976
Wenn das Atom wie ein Ball in der Größe
eines Fußballstadions ist,
03:01
with the nucleusKern in the centerCenter,
and the electronsElektronen on the edgeRand,
57
168000
2905
mit dem Atomkern in der Mitte
und Elektronen am Rand,
was ist dann zwischen dem Atomkern
und den Elektronen?
03:03
what is in betweenzwischen the nucleusKern
and the electronsElektronen?
58
170929
2286
Überraschenderweise ist die Antwort:
leerer Raum.
03:07
SurprisinglyÜberraschend, the answerAntworten is emptyleer spacePlatz.
59
174104
3007
(Windgeräusch)
03:10
(WindWind noiseLärm)
60
177987
2570
Leerer Raum! Genau!
03:13
That's right. EmptyLeere!
61
180581
1395
03:15
BetweenZwischen the nucleusKern and the electronsElektronen,
there are vastriesig regionsRegionen of emptyleer spacePlatz.
62
182000
4305
Zwischen dem Atomkern und den Elektronen
sind Unmengen leerer Raum.
Na ja, technisch gesehen gibt es da
ein paar elektromagnetische Felder,
03:19
Now, technicallytechnisch there are
some electromagneticelektromagnetischen fieldsFelder,
63
186329
2572
aber Stoff, Materie, gibt es darin nicht.
03:21
but in termsBegriffe of stuffSachen,
matterAngelegenheit, it is emptyleer.
64
188925
2911
Denk daran: Diese riesige Fläche
von leerem Raum
03:24
RememberDenken Sie daran this vastriesig regionRegion of emptyleer spacePlatz
is insideinnen the blueberryHeidelbeere,
65
191860
3523
ist in der Blaubeere, die in der Erde ist,
03:28
whichwelche is insideinnen the EarthErde,
66
195407
1895
und in Wirklichkeit sind das
die Atome in der Grapefruit.
03:30
whichwelche really are the atomsAtome
in the grapefruitGrapefruit.
67
197326
2185
O. K., eine Sache noch, falls es
noch verrückter werden kann.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarreBizarre.
68
199535
3441
Da quasi die ganze Masse
eines Atoms im Atomkern ist –
03:36
SinceSeit virtuallyvirtuell all the massMasse
of an atomAtom is in the nucleusKern --
69
203769
3586
nun, es gibt etwas Masse in den Elektronen,
03:40
now, there is some amountMenge
of massMasse in the electronsElektronen,
70
207379
2649
doch die meiste Masse ist im Atomkern –
03:43
but mostdie meisten of it is in the nucleusKern --
71
210052
2021
wie dicht ist der Atomkern?
03:45
how densedicht is the nucleusKern?
72
212097
1772
Nun, die Antwort ist verrückt.
03:46
Well, the answerAntworten is crazyverrückt.
73
213893
1919
Die Dichte eines gewöhnlichen Atomkerns
03:48
The densityDichte of a typicaltypisch nucleusKern
74
215836
1890
ist vier mal 10 hoch 17 Kilo pro Kubikmeter.
03:50
is fourvier timesmal 10 to the 17thth
kilogramsKilogramm perpro meterMeter cubedgewürfelt.
75
217750
3226
Aber das ist schwer vorstellbar.
Noch mal im englischen Einheiten.
03:54
But that's hardhart to visualizevisualisieren.
OK, I'll put it in EnglishEnglisch unitsEinheiten.
76
221615
3329
2,5 mal 10 hoch 16
03:57
2.5 timesmal 10 to the 16thth poundsPfunde
perpro cubickubische feetFüße.
77
224968
4008
Pfund pro Kubikfuß.
Immer noch schwer vorstellbar.
04:02
OK, that's still kindArt of hardhart to figureZahl.
78
229864
1905
O. K., probier mal folgendes aus:
04:04
OK, here'shier ist what I want you to do.
79
231793
2101
Stell dir eine 30 x 30 x 30 cm große Box vor,
04:06
Make a boxBox that is one footFuß
by one footFuß by one footFuß.
80
233918
3524
Jetzt schnappen wir uns die ganzen Atomkerne
eines normalen Autos.
04:10
Now let's go and grabgreifen
all of the nucleiKerne from a typicaltypisch carAuto.
81
237466
3687
Ein Auto wiegt durchschnittlich zwei Tonnen.
04:14
Now, carsAutos on averagedurchschnittlich weighwiegen two tonsTonnen.
82
241177
2334
Von wie vielen Autos müsste man
die Atomkerne in die Kiste füllen,
04:16
How manyviele cars'Autos nucleiKerne would you
have to put into the boxBox
83
243535
3536
damit die 30-cm-Kiste
die Dichte eines Atomkerns hätte?
04:20
to have your one-foot-boxein-Fuß-box have
the samegleich densityDichte of the nucleusKern?
84
247095
2953
Von einem Auto?
Vielleicht von 100?
04:23
Is it one carAuto? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Nein, nein und noch mal nein.
04:26
Nope, nopeNee and nopeNee.
87
253025
2123
Die Antwort ist viel größer.
04:28
The answerAntworten is much biggergrößer.
88
255825
1239
6,2 Milliarden.
04:30
It is 6.2 billionMilliarde.
89
257702
2795
Das entspricht fast der Anzahl
Menschen auf der Erde.
04:34
That is almostfast equalgleich to the numberNummer
of people in the EarthErde.
90
261303
2893
Wenn jeder auf der Erde ein
eigenes Auto besitzen würde –
04:37
So if everyonejeder in the EarthErde
ownedim Besitz theirihr ownbesitzen carAuto --
91
264220
2334
und das ist nicht der Fall –
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(CarsAutos honkingHupen)
93
267933
1215
und wir würden alle diese Autos
in deine Kiste stecken,
04:42
and we put all of those
carsAutos into your boxBox ...
94
269172
2200
kämen wir in etwa auf
die Dichte eines Atomkerns.
04:46
That would be about
the densityDichte of a nucleusKern.
95
273148
2486
Also, würde man jedes Auto auf
der Erde in deine Box stecken,
04:49
So I'm sayingSprichwort that if you tookdauerte
everyjeden carAuto in the worldWelt
96
276909
2544
04:52
and put it into your one-footein-Fuß boxBox,
97
279477
2331
hätte man die Dichte eines Atomkerns.
04:54
you would have the densityDichte of one nucleusKern.
98
281832
2144
O. K., fassen wir zusammen.
04:57
OK, let's reviewÜberprüfung.
99
284000
1212
Das Atom ist wirklich,
wirklich, wirklich klein.
04:58
The atomAtom is really,
100
285236
1660
04:59
really, really smallklein.
101
286920
2298
Stell dir Atome in einer Grapefruit
wie Blaubeeren in der Erde vor.
05:02
Think atomsAtome in a grapefruitGrapefruit
like blueberriesHeidelbeeren in the EarthErde.
102
289242
3366
Der Atomkern ist extrem klein.
05:06
The nucleusKern is crazyverrückt smallklein.
103
293396
2628
Schau in die Blaubeere und blase sie
auf die Größe eines Fußballstadions auf.
05:09
Now look insideinnen the blueberryHeidelbeere,
104
296048
1669
05:10
and blowSchlag it up to the sizeGröße
of a footballFußball stadiumStadion,
105
297741
2415
Und jetzt ist der Atomkern
eine Murmel in der Mitte.
05:13
and now the nucleusKern
is a marbleMarmor in the middleMitte.
106
300180
2143
Das Atom besteht aus einer
riesigen Menge leerem Raum.
05:16
The atomAtom is madegemacht up
of vastriesig regionsRegionen of emptyleer spacePlatz.
107
303417
3580
Das ist verrückt.
05:20
That's weirdseltsam.
108
307608
1000
Der Atomkern hat eine
unglaublich hohe Dichte.
05:21
The nucleusKern has a crazy-highCrazy-hoch densityDichte.
109
308632
2220
Stell dir vor, die ganzen Autos
in deine Kiste zu stecken.
05:23
Think of puttingPutten all those carsAutos
in your one-footein-Fuß boxBox.
110
310876
2477
Ich glaub, ich bin müde.
05:27
I think I'm tiredmüde.
111
314821
1308
(Gähnen)
Translated by Marianna Sacra
Reviewed by Tonia David

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Jon Bergmann co-wrote the book on the "flipped classroom" -- using video to help students master new ideas outside the traditional class setting.

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