TED-Ed
Jon Bergmann: Just how small is an atom?
Filmed:
Readability: 3.1
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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
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(음악)
여러분은 아마 이미 모든 것은
00:26
You probably already know
0
13809
1200
원자라고 불리는 아주 작은 것으로
이루어져 있다는 사실을 알 겁니다..
이루어져 있다는 사실을 알 겁니다..
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
아마 각 원자들이 심지어 더 작은
양자와 중성자 그리고 전자라고 불리는
양자와 중성자 그리고 전자라고 불리는
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
입자들로 이루어져 있다는
사실도 알고 있을 겁니다. .
사실도 알고 있을 겁니다. .
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
그리고 원자가 작다는 이야기도
아마 들어봤을 겁니다.
아마 들어봤을 겁니다.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
하지만 원자가 실제로 얼마나
작은지 한번도 생각해 본적이 없죠?
작은지 한번도 생각해 본적이 없죠?
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
음, 정답은 매우 매우
매우 작다는 거에요.
매우 작다는 거에요.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
그러니까 원자가 얼마나
작은지 궁금하시겠죠?
작은지 궁금하시겠죠?
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
이것을 이해하기 위해서 제가
질문을 하나 해보겠습니다:
질문을 하나 해보겠습니다:
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
자몽 안에는 몇 개의 원자가 존재할까요?
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
음, 자몽이 오직 질소 원자만으로
이루어져 있다고 가정해보죠,
이루어져 있다고 가정해보죠,
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
이것이 전부 사실은 아니지만, 자몽에
질소가 들어있는 건 사실입니다.
질소가 들어있는 건 사실입니다.
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
이해를 돕기 위해, 각각의 원자를
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
블루베리 크기로 확대해 봅시다.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
그러면 자몽은 얼마나 커야 될까요?
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
그것은 아마 -- 음, 지구와
같은 크기가 될 것입니다.
같은 크기가 될 것입니다.
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
이건 정말 미칠 정도에요! 제가 만약
지구에 블루베리를 채워 넣는다면
지구에 블루베리를 채워 넣는다면
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
질소 원자를 자몽에 집어 넣는
숫자만큼 필요할거라고 하겠죠.
숫자만큼 필요할거라고 하겠죠.
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
네 맞아요! 그럼 원자가 얼마나 작죠?
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
네, 이것은 정말 정말 정말 정말 작아요.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
그거 아시나요?
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
이건 더 미친 소리인데요.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
각 원자의 속을 들여다 봅시다.
-- 블루베리 속을요. -- 맞죠?
-- 블루베리 속을요. -- 맞죠?
거기에 무엇이 보이나요?
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
원자의 중심에는 핵이라고
불리는 것이 있고,
불리는 것이 있고,
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
그건 양성자와 중성자를 포함하고 있죠.
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
외부에는 전자를 볼 수 있어요.
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
그럼 핵이 얼마나 크죠?
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
음, 만약 원자가 지구 속에 있는 블루베리와
같다면, 핵은 어느 정도의 크기여야 할까요?
같다면, 핵은 어느 정도의 크기여야 할까요?
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
여러분은 아마 과학시간에 봤던 오래된
원자의 사진을 기억하고 있을 겁니다.
원자의 사진을 기억하고 있을 겁니다.
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
핵을 가리키고 있는 화살표가 그려진 페이지 속에
작은 점을 봤던 그 과학수업 말이죠.
작은 점을 봤던 그 과학수업 말이죠.
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
음, 그 그림은요, 일정한 비율로
그려진 게 아니에요.
그려진 게 아니에요.
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
따라서 그들은 틀린 셈이죠.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
그럼 핵은 얼마나 클까요?
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
그럼 만약 여러분이 블루베리를 터트리고
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
핵을 찾으면
아마 눈에 보이지 않을 거에요.
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
눈으로 보기에는 너무 작거든요!
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
좋아요. 블루베리 크기의 원자를
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
집 크기로 확대해 봅시다.
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
그럼 2층 집만큼 큰 공을 생각해 봅시다.
원자의 중심에 있는 핵을 찾아 보도록 하죠.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
이런 이런, 아마 핵은 간신히 보일 거에요 .
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
핵의 크기를 쉽게 이해하려면
블루베리의 크기를
블루베리의 크기를
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
풋볼경기장의 크기만큼 확대해야 해요
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
그럼 풋볼 경기장만한 공을 상상해 봅시다.
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
여러분은 곧바로 원자 가운데에 있는
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
핵을 볼 수 있을 거에요.
그건 아마 작은 구슬 크기만 할거에요.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
자, 지금보다 더한 것이 여기 있습니다.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
원자를 좀 더 생각해 봅시다. 이것은 양성자,
중성자 그리고 전자를 포함하고 있죠.
중성자 그리고 전자를 포함하고 있죠.
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
양성자와 중성자는 핵의 안쪽에 있고,
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
원자의 대부분의 질량을 포함하고 있습니다.
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
저 쪽 가장자리에 전자가 있습니다.
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
그럼 만약 원자가 풋볼 경기장 속의 공만하다면,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
원자의 중심에는 핵이 존재하고,
가장자리에는 전자가 존재하는데
핵과 전자 사이에는 무엇이 있을까요?
핵과 전자 사이에는 무엇이 있을까요?
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
놀랍게도, 정답은 빈공간입니다.
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
(휘잉)
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
맞아요, 비어있어요!
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
핵과 전자 사이에는, 드넓은
빈 공간이 존재합니다.
빈 공간이 존재합니다.
좀 더 엄밀히 말하자면, 그곳에는
전자기장이 존재합니다.
전자기장이 존재합니다.
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
하지만 물질, 물건의 입장에서
말한다면, 그곳은 비었습니다.
말한다면, 그곳은 비었습니다.
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
이 빈 공간의 광대한 지역은
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
지구 안의 블루베리 속에 있다는 사실을 기억하세요.
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
실제로는 자몽 속에 존재하는 원자이지만요.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
좋습니다. 좀 더 이상해지는 질문을 하나 더 하면,
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
사실상 원자의 대부분의 질량은 핵에 있기 때문에 --
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
약간의 질량이 전자 속에 있습니다만
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
대부분은 핵 속에 있죠.
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
그럼 이 핵은 얼마나 응축되어 있을까요?
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
정답은, 미치도록 입니다.
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
보통 핵의 밀도는
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
4 곱하기 10의 17승 킬로그램 퍼(per) 세제곱미터입니다.
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
하지만 이건 좀 와닿지가 않죠.
우리가 주로 쓰는 단위로 바꿔 볼게요.
우리가 주로 쓰는 단위로 바꿔 볼게요.
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
2.5 곱하기 10의 16승
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
파운드(lb) 퍼(per) 세제곱피트에요.
여전히 이해하기 어렵군요.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
좋습니다. 그럼 이렇게 해보시겠어요?
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
가로, 세로, 높이의 길이가
1피트 정도가 되는 박스를 만드세요.
1피트 정도가 되는 박스를 만드세요.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
이제 보통 자동차들로부터
핵들을 가지고 와 봅시다.
핵들을 가지고 와 봅시다.
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
자동차는 평균 2톤 정도 됩니다.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
핵의 밀도와 같아지기 위해서
얼마나 많은 자동차들의 핵을
얼마나 많은 자동차들의 핵을
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
이 조그마한 박스에 집어넣어야 할까요?
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
차 한대? 두대? 100대는 어때요?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
아니에요, 아니에요, 아닙니다.
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
정답은 훨씬 큰 숫자입니다.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
62억대 입니다.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
이 숫자는 거의 지구에 살고 있는
사람들의 수와 비슷합니다.
사람들의 수와 비슷합니다.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
그럼 만약 모든 사람들이 각자의
자동차를 사용하고 있다면,
자동차를 사용하고 있다면,
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
우리는
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
모든 자동차를 이 박스
안에다 집어 넣어야 합니다.
안에다 집어 넣어야 합니다.
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
그 정도가 아마 핵의 밀도와 같을 것입니다.
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
따라서 만약 여러분이 세상의 모든
자동차를 그 작은 박스 안에 넣으면,
자동차를 그 작은 박스 안에 넣으면,
04:49
So I'm saying that if you took
every car in the world
every car in the world
96
276909
2544
04:52
and put it into your one-foot box,
97
279477
2331
여러분은 핵 하나의 밀도를
만들었다고 말할 수 있겠죠.
만들었다고 말할 수 있겠죠.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
좋습니다. 그럼 복습해볼까요?
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
원자는 매우 매우 매우 매우 작습니다.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
04:59
really, really small.
101
286920
2298
자몽 속의 원자를 지구 속의
블루베리라고 생각해 봅시다.
블루베리라고 생각해 봅시다.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
핵은 더 심하게 작죠.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
이제 블루베리 속을 살펴보고,
이것을 풋볼 경기장만큼 확대해 봅시다.
이것을 풋볼 경기장만큼 확대해 봅시다.
05:09
Now look inside the blueberry,
104
296048
1669
05:10
and blow it up to the size
of a football stadium,
of a football stadium,
105
297741
2415
이제 핵은 경기장 가운데 있는 구슬입니다.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
원자는 광대한 빈 공간으로 이루어져 있죠.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
굉장히 이상하죠.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
핵은 엄청나게 높은
밀도를 가지고 있습니다.
밀도를 가지고 있습니다.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
한걸음 크기의 박스 안에 모든 자동차를
집어넣는 것을 생각해 보세요.
집어넣는 것을 생각해 보세요.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
제 생각에 이것은 정말 피곤할 것 같네요.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
(하품)
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.
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Jon Bergmann | Speaker | TED.com