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.
00:26
You probably already know
0
13809
1200
Có lẽ bạn đã biết rẳng
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
tất cả mọi thứ đều cấu tạo từ
các nguyên tử tí hon
các nguyên tử tí hon
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
và mỗi nguyên tử được cấu tạo
từ các hạt còn nhỏ hơn
từ các hạt còn nhỏ hơn
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
gọi là Proton, Neutron và Electron.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
Và bạn chắc cũng biết là
những nguyên tử rất nhỏ.
những nguyên tử rất nhỏ.
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
Nhưng tôi các rằng bạn chưa bao giờ nghĩ
nguyên tử nhỏ như thế nào.
nguyên tử nhỏ như thế nào.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
Câu trả lời là
chúng thực sự rất, rất, rất nhỏ.
chúng thực sự rất, rất, rất nhỏ.
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
Vậy, bạn sẽ hỏi, nguyên tử nhỏ
đến mức độ nào?
đến mức độ nào?
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Để hiểu được điều này,
hãy đặt ra câu hỏi sau:
hãy đặt ra câu hỏi sau:
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
Có bao nhiêu nguyên từ
trong một quả bưởi?
trong một quả bưởi?
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
Giả sử rằng quả bưởi được tạo nên
chỉ từ những nguyên tử Nitơ,
chỉ từ những nguyên tử Nitơ,
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
nói vậy không đúng lắm,
nhưng đúng là trong bưởi có Nitơ
nhưng đúng là trong bưởi có Nitơ
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
Để dễ hình dung, hãy thổi phồng
mỗi nguyên tử này lên
mỗi nguyên tử này lên
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
cho to bằng quả việt quất.
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
Khi đó quả bưởi sẽ to như thế nào?
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Nó sẽ có cùng kích thước với
-- chà thực ra là, Trái Đất đó.
-- chà thực ra là, Trái Đất đó.
01:14
That's crazy!
16
61973
1016
Thật điên rồ!
01:16
You mean to say that if I filled
the Earth with blueberries,
the Earth with blueberries,
17
63013
2821
Ý là nếu tôi lấp đầy Trái Đất
bằng những quả việt quất,
bằng những quả việt quất,
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
thì số việt quất đó sẽ bằng số nguyên tử
Nitơ trong 1 quả bưởi?
Nitơ trong 1 quả bưởi?
01:21
That's right!
19
68859
1000
Đúng vậy!
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Vậy nguyên tử nhỏ như thế nào?
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
Chà, chúng thực sự rất, rất nhỏ.
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Và bạn biết không?
Điều này còn điên rồ hơn nữa này.
Điều này còn điên rồ hơn nữa này.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Hãy nhìn vào trong mỗi nguyên tử
- chính là quả việt quất ấy.
- chính là quả việt quất ấy.
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
Bạn thấy gì trong đó?
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
Ở tâm của nguyên tử
là hạt nhân,
là hạt nhân,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
nơi chứa proton và nơtron,
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
và ở bên ngoài
bạn sẽ thấy các hạt electron
bạn sẽ thấy các hạt electron
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Vậy hạt nhân to đến mức nào?
01:44
If atoms are like blueberries
in the Earth,
in the Earth,
29
91381
2135
Nếu nguyên tử giống
quả việt quất
quả việt quất
01:46
how big would the nucleus be?
30
93540
1777
thì hạt nhân sẽ to bằng cái gì?
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
Bạn chắc vẫn nhớ những bức tranh về
nguyên tử trong lớp khoa học,
nguyên tử trong lớp khoa học,
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
trong đó có chấm nhỏ này trên trang giấy
với mũi tên chỉ vào hạt nhân.
với mũi tên chỉ vào hạt nhân.
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
Thực ra những bức tranh đó vẽ không đúng
tỉ lệ đâu,
tỉ lệ đâu,
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
nên về cơ bản là sai.
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Thế hạt nhân to như thế nào?
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
Nếu bạn bổ quả việt quất ra
để tìm hạt nhân,,,
để tìm hạt nhân,,,
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
Bạn biết không, bạn sẽ chẳng thấy nó đâu
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
Nó sẽ nhỏ đến mức
không nhìn được.
không nhìn được.
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
Được rồi. Hãy phóng to nguyên tử -
trái việt quất
trái việt quất
02:13
to the size of a house.
40
120744
1232
to bằng một ngôi nhà.
02:15
So imagine a ball that is as tall
as a two-story house.
as a two-story house.
41
122000
3738
Hãy tưởng tượng một quả bóng cao bằng
ngôi nhà 2 tầng.
ngôi nhà 2 tầng.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
Giờ ta đi tìm hạt nhân ở tâm
nguyên tử nhé.
nguyên tử nhé.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Và bạn biết không?
Ta chỉ lờ mờ thấy được nó thôi.
Ta chỉ lờ mờ thấy được nó thôi.
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
Vậy để giải đáp thắc mắc về độ lớn
của hạt nhân,
của hạt nhân,
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
ta cần phải phóng to trái việt quất
bằng kích cỡ 1 sân vận động.
bằng kích cỡ 1 sân vận động.
02:32
So imagine a ball the size
of a football stadium,
of a football stadium,
46
139000
2976
Hãy hình dung quả bóng to bằng
một sân vận động,
một sân vận động,
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
và ngay chính giữa tâm
của nguyên tử,
của nguyên tử,
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
bạn có thể tìm thấy hạt nhân
và có thế thấy nó rồi!
và có thế thấy nó rồi!
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
Và nó có kích thước
của một viên bi nhỏ.
của một viên bi nhỏ.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Và còn đáng ngạc nhiên hơn nữa
02:47
Let's consider the atom some more.
51
154701
1620
Hãy xem xét nguyên tử kĩ hơn nhé.
02:49
It contains protons,
neutrons and electrons.
neutrons and electrons.
52
156345
2197
Nó có proton, nơtron và electron.
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
Proton và nơtron ở trong hạt nhân,
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
và chiếm hầu hết khối lượng
của nguyên tử.
của nguyên tử.
02:56
Way on the edge are the electrons.
55
163234
1742
Các electron nằm tít ngoài rìa.
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
Vậy nếu một nguyên tử giống như
quả bóng to bằng sân vận động,
quả bóng to bằng sân vận động,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
với hạt nhân ở trung tâm
và các electron ở ngoài rìa,
và các electron ở ngoài rìa,
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
vậy cái gì nằm ở giữa hạt nhân
và các electron?
và các electron?
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
Ngạc nhiên thay, câu trả lời
là khoảng không.
là khoảng không.
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
(Tiếng gió)
03:13
That's right. Empty!
61
180581
1395
Đúng vậy! Trống rỗng!
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
Giữa hạt nhân và electron,
là một khoảng trống lớn.
là một khoảng trống lớn.
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
Nói chính xác, ở đó có
các trường điện từ,
các trường điện từ,
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
nhưng về mặt vật chất,
nó hoàn toàn trống rỗng.
nó hoàn toàn trống rỗng.
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
Hãy nhớ rằng khoảng không rộng lớn này
nằm trong quả việt quất,
nằm trong quả việt quất,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
ở trong Trái Đất,
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
giống như những nguyên tử
trong quả bưởi.
trong quả bưởi.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
Được rồi, một điều nữa,
nếu nó vẫn chưa đủ kì lạ.
nếu nó vẫn chưa đủ kì lạ.
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
Vì gần như khối lượng nguyên tử
nằm trong hạt nhân -
nằm trong hạt nhân -
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
các electron chỉ chiếm khối lượng rất nhỏ
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
nhưng chủ yếu là ở hạt nhân -
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
thì hạt nhân đặc đến mức nào?
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
Câu trả lời thật điên rồ.
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
Độ đặc của một hạt nhân
đặc trưng
đặc trưng
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
là 4x10^17 kg/m3.
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
Nhưng, con số đó thật khô khan.
OK, tôi sẽ nói theo đơn vị của Anh nhé.
OK, tôi sẽ nói theo đơn vị của Anh nhé.
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
2.5x10^16 pound/ft3.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
Ok, số này vẫn khó hình dung.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
Được rồi, tôi muốn bạn làm điều này.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
Làm một chiếc hộp chiều dài, rộng, cao
đều là 1 foot.
đều là 1 foot.
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
Bây giờ hãy đi lấy tất cả hạt nhân
từ một chiếc ô tô.
từ một chiếc ô tô.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
Ô tô nặng trung bình khoảng 2 tấn.
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
Phải đặt bao nhiêu chiếc ô tô vào
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
để có một hộp có cùng độ đặc với
hạt nhân?
hạt nhân?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
Một chiếc? Hay là hai?
04:24
How about 100?
86
251424
1000
100 thì sao?
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
Không, không và không.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
Câu trả lời lớn hơn rất nhiều.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
Là 6.2 tỉ.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
Con số này gần bằng dân số
Trái Đất.
Trái Đất.
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
Vậy nếu mỗi người trên Trái Đất
sở hữu 1 chiếc ô tô -
sở hữu 1 chiếc ô tô -
04:39
and they don't --
92
266578
1331
và mặc dù không phải vậy-
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
(tiếng còi xe)
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
và chúng ta đặt tất cả chỗ xe
vào chiếc hộp...
vào chiếc hộp...
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
Ta sẽ có độ đặc của hạt nhân.
04:49
So I'm saying that if you took
every car in the world
every car in the world
96
276909
2544
Vậy có thế nói rằng nếu ta lấy
tất cả xe hơi trên thế giới
tất cả xe hơi trên thế giới
04:52
and put it into your one-foot box,
97
279477
2331
và đặt chúng vào chiếc hộp
có kích thước 1 foot,
có kích thước 1 foot,
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
thì bạn sẽ có được độ đặc của hạt nhân.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
Được rồi, hãy xem lại nhé.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
Nguyên tử thực sự,
04:59
really, really small.
101
286920
2298
rất, rất nhỏ.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
So nguyên tử với quả bưởi
cũng như so quả việt quất với Trái Đất
cũng như so quả việt quất với Trái Đất
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
Hạt nhân còn nhỏ hơn nhiều.
05:09
Now look inside the blueberry,
104
296048
1669
Nếu nhìn bên trong quả việt quất,
05:10
and blow it up to the size
of a football stadium,
of a football stadium,
105
297741
2415
và phóng to nó bằng sân vận động,
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
thì hạt nhân chỉ to bằng viên bi
nằm ở giữa.
nằm ở giữa.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
Cấu tạo của nguyên tử
hầu hết là khoảng trống mênh mông.
hầu hết là khoảng trống mênh mông.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
Thật kì lạ.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
Hạt nhân có độ đặc kinh khủng.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Tương đương 6.2 tỷ cái xe
nhét trong cái hộp 1foot.
nhét trong cái hộp 1foot.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
Tôi nghĩ là tôi mệt rồi.
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