TED-Ed
Jon Bergmann: Just how small is an atom?
Filmed:
Readability: 3.1
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.
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. Full bio
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.
Πιθανόν να γνωρίζετε ήδη
ότι όλα αποτελούνται
ότι όλα αποτελούνται
00:26
You probably already know
0
13809
1200
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
από μικροσκοπικά πραγματάκια
που λέγονται άτομα
που λέγονται άτομα
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
ή ότι τα άτομα αποτελούνται
από ακόμα μικρότερα μόρια
από ακόμα μικρότερα μόρια
που λέγονται πρωτόνια,
νετρόνια και ηλεκτρόνια.
νετρόνια και ηλεκτρόνια.
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
Επίσης, ήδη γνωρίζετε
πως τα άτομα είναι μικρά.
πως τα άτομα είναι μικρά.
00:38
But I bet you haven't ever thought
about how small atoms really are.
about how small atoms really are.
5
25189
4160
Μάλλον όμως δεν έχετε σκεφτεί
πόσο μικρά είναι τα άτομα.
πόσο μικρά είναι τα άτομα.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
Η απάντηση είναι
πως είναι πάρα πολύ μικρά.
πως είναι πάρα πολύ μικρά.
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
Αναρωτιέστε πόσο μικρά είναι τα άτομα;
Για να το καταλάβετε,
ας αναρωτηθούμε το εξής;
ας αναρωτηθούμε το εξής;
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Από πόσο άτομα
αποτελείται ένα γκρέιπφρουτ;
αποτελείται ένα γκρέιπφρουτ;
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
00:55
Well, let's assume that the grapefruit
is made up of only nitrogen atoms,
is made up of only nitrogen atoms,
10
42721
3429
Ας υποθέσουμε πως το γκρέιπφρουτ
αποτελείται μόνο από άτομα αζώτου,
αποτελείται μόνο από άτομα αζώτου,
κάτι που δεν ισχύει, αν και όντως
έχει μερικά άτομα αζώτου.
έχει μερικά άτομα αζώτου.
00:59
which isn't at all true, but there
are nitrogen atoms in a grapefruit.
are nitrogen atoms in a grapefruit.
11
46174
3658
Για να το φανταστείτε,
ας φουσκώσουμε το κάθε άτομο
ας φουσκώσουμε το κάθε άτομο
01:02
To help you visualize this,
let's blow up each of the atoms
let's blow up each of the atoms
12
49856
3031
στο μέγεθος ενός βατόμουρου.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
Πόσο μεγάλο θα ήταν τότε ένα γκρέιπφρουτ;
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Θα έπρεπε να είναι σχεδόν
όση είναι και η Γη.
όση είναι και η Γη.
Αυτό είναι παράλογο!
01:14
That's crazy!
16
61973
1016
01:16
You mean to say that if I filled
the Earth with blueberries,
the Earth with blueberries,
17
63013
2821
Θέλετε να πείτε πως αν γέμιζα
τη Γη με βατόμουρα,
τη Γη με βατόμουρα,
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
θα είχα τον ίδιο αριθμό ατόμων αζώτου
που έχει ένα γκρέιπφρουτ;
που έχει ένα γκρέιπφρουτ;
Ακριβώς!
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Άρα τι μέγεθος έχει ένα άτομο;
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
Είναι πολύ-πολύ μικρό!
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Και ξέρετε κάτι ακόμα;
Γίνεται ακόμα πιο παράλογο.
Γίνεται ακόμα πιο παράλογο.
Ας δούμε τώρα μέσα στο κάθε άτομο
-δηλαδή μέσα στο βατόμουρο, σωστά;-
-δηλαδή μέσα στο βατόμουρο, σωστά;-
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Τι βλέπετε εκεί μέσα;
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
Στο κέντρο του ατόμου
υπάρχει κάτι που το λέμε πυρήνα
υπάρχει κάτι που το λέμε πυρήνα
που αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
και απ' έξω βλέπετε τα ηλεκτρόνια.
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Πόσο μεγάλος είναι ο πυρήνας;
Αν τα άτομα ήταν όπως είναι
τα βατόμουρα και η Γη,
τα βατόμουρα και η Γη,
01:44
If atoms are like blueberries
in the Earth,
in the Earth,
29
91381
2135
01:46
how big would the nucleus be?
30
93540
1777
πόσο μεγάλος θα ήταν ο πυρήνας τους;
Θα θυμάστε καμιά παλιά φωτογραφία
του ατόμου από τη Φυσική στο σχολείο,
του ατόμου από τη Φυσική στο σχολείο,
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
01:51
where you saw this tiny dot on the page
with an arrow pointing to the nucleus.
with an arrow pointing to the nucleus.
32
98582
3763
όπου είδατε μια μικροσκοπική κουκκίδα
στη σελίδα με το βελάκι να λέει πυρήνας.
στη σελίδα με το βελάκι να λέει πυρήνας.
Αυτές οι φωτογραφίες όμως
δεν ήταν σε σωστή κλίμακα,
δεν ήταν σε σωστή κλίμακα,
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
οπότε είναι λάθος.
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Άρα πόσο μεγάλος είναι ο πυρήνας;
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
Αν ανοίξετε ένα βατόμουρο
και ψάξετε για τον πυρήνα...
και ψάξετε για τον πυρήνα...
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
Ξέρετε κάτι; Θα ήταν αόρατος.
Είναι πολύ μικρός για να τον δείτε!
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
Εντάξει. Ας φουσκώσουμε το άτομο
- το βατόμουρο -
- το βατόμουρο -
στο μέγεθος ενός σπιτιού.
02:13
to the size of a house.
40
120744
1232
02:15
So imagine a ball that is as tall
as a two-story house.
as a two-story house.
41
122000
3738
Φανταστείτε μια μπάλα με το ίδιο ύψος
με ένα διώροφο σπίτι.
με ένα διώροφο σπίτι.
Τώρα θα ψάξουμε για τον πυρήνα
στο κέντρο του ατόμου.
στο κέντρο του ατόμου.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Ξέρετε τι θα γινόταν;
Μόλις που θα τον διακρίναμε.
Μόλις που θα τον διακρίναμε.
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
Για να καταλάβουμε
τι μέγεθος έχει ο πυρήνας,
τι μέγεθος έχει ο πυρήνας,
πρέπει να φουσκώσουμε το βατόμουρο,
στο μέγεθος ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου.
στο μέγεθος ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου.
02:27
we need to blow up the blueberry,
up to the size of a football stadium.
up to the size of a football stadium.
45
134986
3990
02:32
So imagine a ball the size
of a football stadium,
of a football stadium,
46
139000
2976
Φανταστείτε μια μπάλα στο μέγεθος
ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου,
ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου,
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
και ακριβώς στο κέντρο του ατόμου,
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
θα βρίσκατε τον πυρήνα και θα τον βλέπατε!
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
Θα ήταν στο μέγεθος μιας μικρής μπίλιας.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Έχει και συνέχεια,
αν δεν έχετε συγκλονιστεί ακόμη.
αν δεν έχετε συγκλονιστεί ακόμη.
Θα ασχοληθούμε ακόμα λίγο με το άτομο.
02:47
Let's consider the atom some more.
51
154701
1620
02:49
It contains protons,
neutrons and electrons.
neutrons and electrons.
52
156345
2197
Περιέχει πρωτόνια,
νετρόνια και ηλεκτρόνια.
νετρόνια και ηλεκτρόνια.
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
Τα πρωτόνια και τα νετρόνια
ζουν μέσα στον πυρήνα,
ζουν μέσα στον πυρήνα,
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
και περιέχουν σχεδόν
όλη τη μάζα του ατόμου.
όλη τη μάζα του ατόμου.
Στα άκρα βρίσκονται τα ηλεκτρόνια.
02:56
Way on the edge are the electrons.
55
163234
1742
02:58
So if an atom is like a ball
the size of a football stadium,
the size of a football stadium,
56
165000
2976
Έτσι αν το άτομο είναι μια μπάλα
με μέγεθος ποδοσφαιρικού γηπέδου,
με μέγεθος ποδοσφαιρικού γηπέδου,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
με τον πυρήνα στο κέντρο,
και τα ηλεκτρόνια στην κορυφή,
και τα ηλεκτρόνια στην κορυφή,
τι υπάρχει ανάμεσα
στον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια;
στον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια;
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
Παραδόξως, η απάντηση είναι: κενός χώρος.
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
(Θόρυβος από άνεμο)
Έτσι ακριβώς. Κενό!
03:13
That's right. Empty!
61
180581
1395
03:15
Between the nucleus and the electrons,
there are vast regions of empty space.
there are vast regions of empty space.
62
182000
4305
Ανάμεσα στον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια,
υπάρχουν αχανείς περιοχές κενού χώρου.
υπάρχουν αχανείς περιοχές κενού χώρου.
Τεχνικά όμως υπάρχουν κάποια
ηλεκτρομαγνητικά πεδία,
ηλεκτρομαγνητικά πεδία,
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
αλλά όσον αφορά την υπόσταση,
την ύλη, είναι κενές.
την ύλη, είναι κενές.
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
Θυμάστε αυτή την αχανή περιοχή
κενού χώρου μέσα στο βατόμουρο,
κενού χώρου μέσα στο βατόμουρο,
δηλαδή το εσωτερικό της γης,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
που στην πραγματικότητα
είναι τα άτομα του γκρέιπφρουτ.
είναι τα άτομα του γκρέιπφρουτ.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
Άλλο ένα πράγμα, που θα με κάνει
να φανώ ακόμα πιο περίεργος.
να φανώ ακόμα πιο περίεργος.
Εφόσον εικονικά όλη η μάζα
ενός ατόμου είναι στον πυρήνα
ενός ατόμου είναι στον πυρήνα
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
- υπάρχει βεβαίως και κάποια ποσότητα
μάζας στα ηλεκτρόνια,
μάζας στα ηλεκτρόνια,
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
αλλά το περισσότερο
βρίσκεται στον πυρήνα -
βρίσκεται στον πυρήνα -
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
πόση πυκνότητα έχει ο πυρήνας;
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
Η απάντηση είναι εξωφρενική.
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
Η πυκνότητα ενός κοινού πυρήνα
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
είναι 4 επι 10 στη δεκάτη εβδόμη
κιλά ανά κυβικό μέτρο.
κιλά ανά κυβικό μέτρο.
Αλλά αυτό είναι δύσκολο να το φανταστούμε.
Θα το πω με το αγγλικό σύστημα.
Θα το πω με το αγγλικό σύστημα.
03:54
But that's hard to visualize.
OK, I'll put it in English units.
OK, I'll put it in English units.
76
221615
3329
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
2,5 επί δέκα στη 16η λίβρες
ανά κυβικό πόδι.
ανά κυβικό πόδι.
Εξακολουθεί να είναι δύσκολο
να το καταλάβει κανείς.
να το καταλάβει κανείς.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
Να τι θα ήθελα να κάνετε.
Φτιάξτε ένα κουτί που είναι ένα πόδι
επί ένα πόδι επί ένα πόδι.
επί ένα πόδι επί ένα πόδι.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
Πάμε να αρπάξουμε όλους
τους πυρήνες από ένα συνηθισμένο αμάξι.
τους πυρήνες από ένα συνηθισμένο αμάξι.
04:10
Now let's go and grab
all of the nuclei from a typical car.
all of the nuclei from a typical car.
81
237466
3687
Τα αμάξια ζυγίζουν συνήθως δύο τόνους.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
Πόσους πυρήνες αμαξιών
θα έπρεπε να βάλετε μέσα στο κουτί
θα έπρεπε να βάλετε μέσα στο κουτί
ώστε να έχει το κουτί σας
την ίδια πυκνότητα με τον πυρήνα;
την ίδια πυκνότητα με τον πυρήνα;
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
Είναι ένα αμάξι; Μήπως δύο;
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Μήπως 100;
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
Όχι, όχι, και όχι.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
Πολύ περισσότερα.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
Είναι 6,2 δισεκατομμύρια.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
Ο αριθμός είναι σχεδόν ίσος
με τον αριθμό των ανθρώπων επί Γης.
με τον αριθμό των ανθρώπων επί Γης.
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
Οπότε αν όλοι στην Γη
είχαν το δικό τους αμάξι...
είχαν το δικό τους αμάξι...
04:39
and they don't --
92
266578
1331
υποθετικά --
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
(Αμάξια κορνάρουν)
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
και τοποθετήσουμε όλα αυτά τα αμάξια
μέσα στο κουτί σας...
μέσα στο κουτί σας...
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
Θα ήταν σχεδόν ίσο
με την πυκνότητα του πυρήνα.
με την πυκνότητα του πυρήνα.
Είναι σαν να λέω πως αν πάρετε
όλα τα αμάξια του κόσμου
όλα τα αμάξια του κόσμου
04:49
So I'm saying that if you took
every car in the world
every car in the world
96
276909
2544
και τα βάλετε στο κουτί σας
μεγέθους ενός ποδιού,
μεγέθους ενός ποδιού,
04:52
and put it into your one-foot box,
97
279477
2331
θα είχατε την πυκνότητα ενός πυρήνα.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
Ας ανακεφαλαιώσουμε.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
Το άτομο είναι όντως,
04:59
really, really small.
101
286920
2298
πολύ-πολύ μικρό.
Φανταστείτε τα άτομα σε ένα γκρέιπφρουτ
σαν τα βατόμουρα στη Γη.
σαν τα βατόμουρα στη Γη.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
Ο πυρήνας είναι υπερβολικά μικρός.
05:09
Now look inside the blueberry,
104
296048
1669
Κοιτάξτε μέσα στο βατόμουρο,
και φουσκώστε το μέχρι να γίνει
όσο ένα ποδοσφαιρικό γήπεδο,
όσο ένα ποδοσφαιρικό γήπεδο,
05:10
and blow it up to the size
of a football stadium,
of a football stadium,
105
297741
2415
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
τώρα ο πυρήνας
είναι μια μπίλια στο κέντρο.
είναι μια μπίλια στο κέντρο.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
Το άτομο αποτελείται
από μια αχανή έκταση κενού χώρου.
από μια αχανή έκταση κενού χώρου.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
Παράξενο αυτό!
Ο πυρήνας έχει υπερβολικά υψηλή πυκνότητα.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Φανταστείτε να βάζατε όλα αυτά τα αμάξια
στο κουτί σας που είναι μόλις ένα πόδι.
στο κουτί σας που είναι μόλις ένα πόδι.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
Νομίζω ότι κουράστηκα.
ABOUT THE SPEAKER
Jon Bergmann - EducatorJon 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?" >>
Jon Bergmann | Speaker | TED.com