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.
(Muzyka)
Prawdopodobnie już wiecie,
że wszystko składa się
że wszystko składa się
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
z maleńkich rzeczy zwanych atomami,
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
oraz że każdy atom tworzą
mniejsze cząstki:
mniejsze cząstki:
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
protony, neutrony i elektrony.
Słyszeliście również, że atomy są małe,
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
ale założę się, że nigdy nie
zastanawialiście się, jak bardzo.
zastanawialiście się, jak bardzo.
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
Odpowiedź brzmi:
są bardzo, bardzo, bardzo małe.
są bardzo, bardzo, bardzo małe.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
Pytacie "a dokładniej"?
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
Żeby to zrozumieć, postawmy pytanie:
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Ile atomów jest w grejpfrucie?
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
Załóżmy, że grejpfrut zbudowany jest
wyłącznie z atomów azotu,
wyłącznie z atomów azotu,
choć to nieprawda, ale jakieś atomy azotu
w grejpefrucie znajdziemy.
w grejpefrucie znajdziemy.
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
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
Pomożemy sobie, powiększając każdy atom
do wielkości jagody.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
Jaki duży musiałby być wtedy grejpfrut?
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Tej samej wielkości co... Ziemia.
01:14
That's crazy!
16
61973
1016
Szaleństwo! Chcesz powiedzieć,
że jeśli wypełnię Ziemię jagodami,
że jeśli wypełnię Ziemię jagodami,
01:16
You mean to say that if I filled
the Earth with blueberries,
the Earth with blueberries,
17
63013
2821
uzyskam liczbę atomów azotu w grejpfrucie?
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
Zgadza się! Więc jak duży jest atom?
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Jest bardzo, bardzo, bardzo mały.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
I wiecie co?
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
To nie koniec szaleństwa.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Zajrzyjmy teraz do wnętrza atomu - jagody.
Co tam widzimy?
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
W środku znajduje się jądro,
które zawiera protony i neutrony,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
a na zewnątrz są elektrony.
Jak duże jest jądro?
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Jeżeli atomy to jagody we wnętrzu Ziemi,
jak duże byłoby jądro?
jak duże byłoby jądro?
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
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
Może pamiętacie z fizyki ilustrację atomu
i strzałkę wskazującą jądro atomowe.
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
Ilustracja ta nie jest wykonana
w odpowiedniej skali,
w odpowiedniej skali,
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
więc proporcje nie są tu właściwe.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
Więc jak duże jest jądro atomu?
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Jeżeli przecięlibyście jagodę na pół
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
i poszukali jądra...
Byłoby ono niewidoczne.
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
Byłoby za małe, żeby je zobaczyć!
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
Powiększmy nasz atom, czyli jagodę,
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
do wielkości domu.
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
Wyobraźcie sobie piłkę
wielkości dwupiętrowego domu.
wielkości dwupiętrowego domu.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
Szukamy jądra.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Jest ledwie widoczne.
Żeby zrozumieć, jakiej
wielkości jest jądro,
wielkości jest jądro,
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
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
musimy powiększyć jagodę do rozmiaru
stadionu piłkarskiego.
stadionu piłkarskiego.
02:32
So imagine a ball the size
of a football stadium,
of a football stadium,
46
139000
2976
Wyobraźcie sobie piłkę
wielkości stadionu piłkarskiego,
wielkości stadionu piłkarskiego,
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
i dokładnie w samym środku
tego stadionu-atomu
tego stadionu-atomu
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
w końcu zobaczylibyście jądro!
Byłoby wielkości szklanej kulki.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
Na tym nie koniec rewelacji.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Wróćmy do atomu.
Zawiera on protony, neutrony i elektrony.
Zawiera on protony, neutrony i elektrony.
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
Protony i neutrony są wewnątrz jądra
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
i skupiają w sobie prawie całą masę atomu.
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
Na krawędzi znajdują się elektrony.
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
Jeżeli atom jest wielkości stadionu
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
z jądrem w środku
i elektronami na zewnątrz,
i elektronami na zewnątrz,
co znajduje się pomiędzy nimi?
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
Odpowiedź brzmi... pusta przestrzeń.
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
(Szum wiatru)
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
Zgadza się. Pustka!
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
Pomiędzy jądrem a elektronami znajdują się
duże obszary pustej przestrzeni.
duże obszary pustej przestrzeni.
Teoretycznie między nimi
są pola elektromagnetyczne,
są pola elektromagnetyczne,
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
ale praktycznie przestrzeń jest pusta.
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
Pamiętajcie, że ta rozległa przestrzeń
wewnątrz jagody,
znajdującej się wewnątrz Ziemi
znajdującej się wewnątrz Ziemi
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
tak naprawdę znajduje się
w atomie w grejpfrucie.
w atomie w grejpfrucie.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
Czas na kolejną ciekawostkę.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
Prawie cała masa atomu
mieści się w jądrze,
mieści się w jądrze,
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
niewielka część znajduje się w elektronie,
ale większość w jądrze.
ale większość w jądrze.
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
Jaką gęstość ma jądro?
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
No cóż, odpowiedz was zdziwi.
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
Gęstość typowego jądra
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
to 4 x 10 do potęgi 17
kilograma na metr sześcienny.
kilograma na metr sześcienny.
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
Ciężko to pojąć. W miarach brytyjskich
to 2,5 x 10 do potęgi 16
funta na stopę sześcienną.
funta na stopę sześcienną.
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
Ciągle ciężko.
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
Chcę żebyście zrobili pudełko
o wymiarach 30,48 x 30,48 x 30,48 cm.
o wymiarach 30,48 x 30,48 x 30,48 cm.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
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
Bierzemy wszystkie jądra atomowe
z samochodu,
z samochodu,
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
a samochód waży średnio 2 tony.
Ile jąder atomów samochodu
trzeba umieścić w pudełku,
trzeba umieścić w pudełku,
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
żeby otrzymać tam gęstość jądra atomowego?
Jeden samochód? Dwa? Może 100?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Nie, nie i jeszcze raz nie.
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
Znacznie więcej, bo 6,2 miliarda.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
To prawie populacja ludzi na świecie.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
Jeżeli każdy człowiek miałby samochód,
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
i umieścilibyśmy je w pudełku,
otrzymalibyśmy gęstość jądra.
otrzymalibyśmy gęstość jądra.
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
Dokładnie - weźcie wszystkie samochody,
umieśćcie je w pudełku,
umieśćcie je w pudełku,
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
a otrzymacie gęstość jądra atomowego.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
Dobra, przyjrzyjmy się temu raz jeszcze.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
Atom jest bardzo mały.
04:59
really, really small.
101
286920
2298
Atomy w grejpfrucie
są jak jagody we wnętrzu Ziemi.
są jak jagody we wnętrzu Ziemi.
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
Jądro atomowe jest niewiarygodnie małe.
05:09
Now look inside the blueberry,
104
296048
1669
Zerknijmy do wnętrza jagody
i powiększmy ją do rozmiaru stadionu,
i powiększmy ją do rozmiaru stadionu,
05:10
and blow it up to the size
of a football stadium,
of a football stadium,
105
297741
2415
a wtedy otrzymamy
jądro wielkości szklanej kuleczki.
jądro wielkości szklanej kuleczki.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
Atom składa się z wielkiej ilości
pustej przestrzeni.
pustej przestrzeni.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
05:20
That's weird.
108
307608
1000
Jakie to dziwne!
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
Jądro atomowe ma olbrzymią gęstość.
Tak jakbyśmy wszystkie samochody świata
włożyli do pudełka o bokach 30,48 cm.
włożyli do pudełka o bokach 30,48 cm.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
Chyba się zmęczyłem.
(Ziewanie)
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