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.
(Музика)
Вероятно вече знаете, че всичко се състои от
00:26
You probably already know
0
13809
1200
мънички частици, наречени атоми.
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
Може би дори знаете, че всеки атом се състои от даже още по-малки частици,
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
наречени протони, неутрони и електрони.
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
И вероятно сте чували, че атомите са малки.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
Но се обзалагам, че никога не сте се замисляли колко малки са наистина атомите.
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
Отговорът е, че те са наистина, ама наистина, ама наистина малки.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
Така че питате, точно колко малки са атомите?
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
За да разберем това,
нека си зададем следния въпрос:
нека си зададем следния въпрос:
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Колко атома има в грейпфрута?
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
Да допуснем, че грейпфрутът се състои
само от азотни атоми,
само от азотни атоми,
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
което въобще не е вярно,
но в грейпфрута наистина има азотни атоми.
но в грейпфрута наистина има азотни атоми.
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
За да ви помогна да си представите,
нека да надуем всеки от атомите
нека да надуем всеки от атомите
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
до размера на боровинка.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
Тогава колко голям трябва да бъде грейпфрутът?
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
Би трябвало да бъде с размера на...
ами, всъщност, на Земята.
ами, всъщност, на Земята.
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Пълна лудост! Искате да кажете,
че ако запълня Земята с боровинки,
че ако запълня Земята с боровинки,
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
ще имам същия брой азотни атоми като в грейпфрута?
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
Точно така! Така че колко голям е атомът?
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Ами, той е наистина, ама наистина,
много, много мъничък.
много, много мъничък.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
И знаете ли какво?
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Става още по-налудничаво.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Нека сега погледнем във вътрешността на всеки атом – това е боровинката, нали така?
Какво виждате там?
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
В центъра на атома се намира т. нар. ядро,
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
което съдържа протони и неутрони,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
а от външната страна ще видите електрони.
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
Така че колко голямо е ядрото?
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Ако атомите са като боровинки на Земята,
колко голямо ще е ядрото?
колко голямо ще е ядрото?
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
Може би помните старите рисунки на атома от часовете по химия,
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
на които виждахте тази точица със стрелка, сочеща към ядрото.
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
Тези рисунки не са направени в мащаб,
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
така че са донякъде грешни.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
Колко голямо тогава е ядрото?
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Ако отворите боровинката
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
и потърсите ядрото,
знаете ли какво? То ще е невидимо.
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
То е твърде малко, за да бъде видяно!
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
Добре. Нека да уголемим атома (боровинката)
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
до размера на къща.
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
Представете си топка,
която е висока колкото двуетажна къща.
която е висока колкото двуетажна къща.
Нека да потърсим ядрото в центъра на атома.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
И знаете ли какво? То ще бъде едва забележимо.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Така че, за да проумеем колко голямо е ядрото,
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
трябва да уголемим боровинката до размера на футболен стадион.
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
Представете си топка
с размера на футболен стадион
с размера на футболен стадион
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
и точно в центъра на атома
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
ще откриете ядрото и ще можете да го видите!
То ще бъде с размера на малко стъклено топче.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
И още нещо, ако не съм ви впечатлил досега.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Нека да разгледаме атома още малко.
Той съдържа протони, неутрони и електрони.
Той съдържа протони, неутрони и електрони.
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
Протоните и неутроните живеят вътре в ядрото
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
и съдържат почти цялата маса на атома.
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
Далеч в края са електроните.
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
Така че, ако атомът е като топка с размерите на футболен стадион,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
с ядрото в центъра и електроните по края,
какво има между ядрото и електроните?
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
Изненадващо отговорът е празно пространство.
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
(Шум от вятър)
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
Точно така. Празно!
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
Между ядрото и електроните има обширни зони
на празно пространство.
на празно пространство.
Технически погледнато има някакви електромагнитни полета,
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
но по отношение на вещества, материя,
то е празно.
то е празно.
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
Спомнете си, че тази обширна зона
от празно пространство
от празно пространство
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
е вътре в боровинката, която е вътре в Земята,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
което всъщност са атомите в грейпфрута.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
Добре, още едно нещо,
ако може да ви прозвучи още по-странно.
ако може да ви прозвучи още по-странно.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
Тъй като почти цялата маса на атома
е в ядрото –
е в ядрото –
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
е, някаква част от масата е и в електроните,
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
но повечето от нея е в ядрото –
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
колко плътно е ядрото?
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
Ами, отговорът е налудничав.
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
Плътността на типично ядро
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
е 4 по 10 на 17-та степен килограма
на кубичен метър.
на кубичен метър.
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
Но това е трудно да се представи.
Добре, ще го превърна в английски единици.
Добре, ще го превърна в английски единици.
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 по 10 на 16-та степен
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
фунта на кубичен фут.
Добре, все още е малко трудно да се разбере.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
Добре, ето какво искам да направите.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
Направете кутия с размери 30/30/30 см.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
Сега нека вземем всички ядра от обикновена кола.
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
Автомобилите тежат средно два тона.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
Колко ядра на автомобили
трябва да сложите в кутията,
трябва да сложите в кутията,
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
за да има кутията с размери 30/30/30 см същата плътност като тази на ядрото?
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
Дали една кола? Две? Какво да кажем за 100?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Не, не и не.
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
Отговорът е много по-голям.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
Той е 6,2 милиарда.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
Това е почти равно на броя на хората на Земята.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
Така че, ако всички на Земята
имаха собствен автомобил
имаха собствен автомобил
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
(което не е така)
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
и ако поставихме всички тези автомобили в кутията ви,
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
щяхме да получим приблизително
плътността на ядрото.
плътността на ядрото.
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
Искам да кажа, че ако вземете всички кола в света и ги поставите в кутия с размер 30/30/30 см,
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
ще получите плътността на едно ядро.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
И така, да преговорим.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
Атомът е много, много, много малък.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
04:59
really, really small.
101
286920
2298
Помислете си за атомите в грейпфрута като боровинки в Земята.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
Ядрото е налудничаво малко.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
Сега погледнете в боровинката и я уголемете до размера на футболен стадион –
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
в нея ядрото ще бъде стъклено топче в средата.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
Атомът се състои от огромни зони
празно пространство.
празно пространство.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
Това е странно.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
Ядрото има зашеметяващо висока плътност.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
Помислете си как поставихме всички коли в кутия с размер 30/30/30 см.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Май се уморих.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
(Прозявка)
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