TED-Ed
Jon Bergmann: Just how small is an atom?
Filmed:
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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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00:26
You probably already know
0
13809
1200
Provavelmente já sabem
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
que tudo é constituído por coisas
minúsculas chamadas átomos
minúsculas chamadas átomos
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
e que um átomo é constituído
por partículas ainda mais pequenas
por partículas ainda mais pequenas
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
chamadas protões, neutrões e eletrões.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
E já devem ter ouvido dizer
que os átomos são pequenos.
que os átomos são pequenos.
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
Mas aposto que nunca pensaram em como
os átomos são realmente pequenos.
os átomos são realmente pequenos.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
A resposta é que eles são mesmo
muitíssimo pequenos.
muitíssimo pequenos.
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
E perguntam: "Até que ponto
são pequenos os átomos?"
são pequenos os átomos?"
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Para perceber isso, façamos uma pergunta:
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
"Quantos átomos existem numa toranja?
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
Partamos do princípio que a toranja
é constituída apenas por átomos de azoto,
é constituída apenas por átomos de azoto,
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
o que não é verdade, embora haja
átomos de azoto numa toranja.
átomos de azoto numa toranja.
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
Para vos ajudar a visualizar isso,
vamos inchar cada um dos átomos
vamos inchar cada um dos átomos
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
até ao tamanho de um mirtilo.
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
De que tamanho ficaria a toranja?
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Ficaria do mesmo tamanho de...
da Terra!
01:14
That's crazy!
16
61973
1016
É uma loucura!
01:16
You mean to say that if I filled
the Earth with blueberries,
the Earth with blueberries,
17
63013
2821
Então, se eu enchesse a Terra
com mirtilos,
com mirtilos,
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
haveria o mesmo número de átomos
de azoto que a toranja tem?
de azoto que a toranja tem?
01:21
That's right!
19
68859
1000
É isso mesmo!
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Então, de que tamanho é o átomo?
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
Bem, é realmente pequeníssimo!
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Sabem que mais?
As coisas ainda ficam mais loucas.
As coisas ainda ficam mais loucas.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Espreitemos para dentro do átomo
— ou seja, do mirtilo.
— ou seja, do mirtilo.
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
O que é que lá vemos?
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
No centro do átomo
há uma coisa chamada núcleo,
há uma coisa chamada núcleo,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
que contém protões e neutrões
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
e, à roda dele, vemos eletrões.
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Então, de que tamanho é o núcleo?
01:44
If atoms are like blueberries
in the Earth,
in the Earth,
29
91381
2135
Se os átomos são como mirtilos na Terra,
01:46
how big would the nucleus be?
30
93540
1777
de que tamanho será o núcleo?
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
Recordam as antigas imagens
do átomo das aulas de ciências,
do átomo das aulas de ciências,
em que se via um pontinho na página,
com uma seta a apontar para o núcleo?
com uma seta a apontar para o núcleo?
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
Essas imagens não estavam
desenhadas à escala,
desenhadas à escala,
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
por isso são incorretas.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Então, de que tamanho é o núcleo?
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
Se rebentássemos o mirtilo
e procurássemos o núcleo...
e procurássemos o núcleo...
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
sabem uma coisa? Ele seria invisível.
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
É demasiado pequeno para o podermos ver.
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
Ok. Vamos inchar o átomo
— o mirtilo —
— o mirtilo —
02:13
to the size of a house.
40
120744
1232
até ao tamanho de uma casa.
02:15
So imagine a ball that is as tall
as a two-story house.
as a two-story house.
41
122000
3738
Imaginem uma bola
da altura de uma casa de dois pisos.
da altura de uma casa de dois pisos.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
Procuremos o núcleo
no centro do átomo.
no centro do átomo.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Sabem que mais?
Quase não o conseguimos ver.
Quase não o conseguimos ver.
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
Para convencer a nossa cabeça
do tamanho que o núcleo tem,
do tamanho que o núcleo tem,
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
precisamos de inchar o mirtilo
até ao tamanho de um estádio de futebol.
até ao tamanho de um estádio de futebol.
02:32
So imagine a ball the size
of a football stadium,
of a football stadium,
46
139000
2976
Imaginem uma bola do tamanho
de um estádio de futebol
de um estádio de futebol
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
e se mergulharmos no centro do átomo,
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
encontraremos o núcleo
e poderemos vê-lo.
e poderemos vê-lo.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
Seria do tamanho
de um pequeno belindre.
de um pequeno belindre.
E há mais, se ainda não estão
com a cabeça a andar à roda.
com a cabeça a andar à roda.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
02:47
Let's consider the atom some more.
51
154701
1620
Observemos melhor o átomo.
02:49
It contains protons,
neutrons and electrons.
neutrons and electrons.
52
156345
2197
Contém protões,
neutrões e eletrões.
neutrões e eletrões.
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
Os protões e neutrões
vivem dentro do núcleo
vivem dentro do núcleo
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
e contêm quase toda a massa do átomo.
À roda deles estão os eletrões.
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
Então, se um átomo for como uma bola
do tamanho de um estádio de futebol,
do tamanho de um estádio de futebol,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
com o núcleo no centro,
e os eletrões à sua volta,
e os eletrões à sua volta,
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
o que é que há entre o núcleo
e os eletrões?
e os eletrões?
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
Surpreendentemente,
a resposta é um espaço vazio.
a resposta é um espaço vazio.
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
03:13
That's right. Empty!
61
180581
1395
É isso. Vazio!
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
Entre o núcleo e os eletrões
há vastas regiões de espaço vazio.
há vastas regiões de espaço vazio.
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
Tecnicamente, há campos eletromagnéticos
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
mas, em termos de matéria,
está vazio.
está vazio.
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
Lembrem-se que esta vasta região
de espaço vazio está dentro do mirtilo
de espaço vazio está dentro do mirtilo
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
que está dentro da Terra,
que são os átomos da toranja.
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
Ok, mais uma coisa,
se é possível ser-se ainda mais bizarro.
se é possível ser-se ainda mais bizarro.
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
Como, na prática, toda a massa
de um átomo está no núcleo
de um átomo está no núcleo
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
— ainda há uma pequena quantidade
de massa nos eletrões.
de massa nos eletrões.
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
mas a maior parte está no núcleo —
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
qual é a densidade do núcleo?
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
A resposta é de loucos.
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
A densidade de um núcleo vulgar
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
é quatro vezes 10 elevado à 10.ª potência
de quilos por metro cúbico.
de quilos por metro cúbico.
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
Mas isso é difícil de visualizar.
Vamos pô-lo em unidades inglesas.
Vamos pô-lo em unidades inglesas.
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
2,5 vezes 10 elevado à 16.ª potência
de libras por pé cúbico.
de libras por pé cúbico.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
Ok, continua difícil de visualizar.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
Então, façam o seguinte.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
Façam uma caixa
com 30 cm x 30 cm x 30 cm.
com 30 cm x 30 cm x 30 cm.
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
Agora agarremos em todos os núcleos
de um automóvel vulgar.
de um automóvel vulgar.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
Os carros, em média, pesam duas toneladas.
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
Quantos núcleos de carros
precisaríamos de meter na caixa
precisaríamos de meter na caixa
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
para que essa caixa tivesse
a mesma densidade do núcleo?
a mesma densidade do núcleo?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
Será de um carro? De dois?
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Que tal de 100?
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
Não, não e não.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
A resposta é e muito mais.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
Seriam 6200 milhões.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
É quase igual ao número
de pessoas na Terra.
de pessoas na Terra.
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
Se todas as pessoas na Terra
tivessem um carro
tivessem um carro
04:39
and they don't --
92
266578
1331
— e não têm —
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
e puséssemos todos esses carros
nessa caixa...
nessa caixa...
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
isso seria aproximadamente
a densidade de um núcleo.
a densidade de um núcleo.
04:49
So I'm saying that if you took
every car in the world
every car in the world
96
276909
2544
Digo-vos que, se agarrassem
em todos os carros do mundo
em todos os carros do mundo
04:52
and put it into your one-foot box,
97
279477
2331
e os metessem numa caixa de 30 cm,
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
teriam a densidade de um núcleo.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
Ok, vamos fazer uma revisão.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
O átomo é realmente
muitíssimo pequeno.
muitíssimo pequeno.
04:59
really, really small.
101
286920
2298
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
Pensem nos átomos duma toranja
como mirtilos dentro da Terra.
como mirtilos dentro da Terra.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
O núcleo é incrivelmente pequeno.
05:09
Now look inside the blueberry,
104
296048
1669
Agora, olhem para dentro do mirtilo.
05:10
and blow it up to the size
of a football stadium,
of a football stadium,
105
297741
2415
Inchem-no até ao tamanho
de um estádio de futebol.
de um estádio de futebol.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
Agora, o núcleo é um belindre no meio.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
O átomo é constituído
por vastas regiões de espaço vazio.
por vastas regiões de espaço vazio.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
É esquisito.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
O núcleo tem uma densidade espantosa.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Pensem em pôr todos aqueles carros
numa caixa de 30 cm.
numa caixa de 30 cm.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
Acho que estou a ficar cansado.
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