TED-Ed
Jon Bergmann: Just how small is an atom?
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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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(música)
Você provavelmente já sabe que tudo é feito de
00:26
You probably already know
0
13809
1200
pequenas coisinhas chamadas átomos.
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
Pode até saber que cada átomo é feito de partículas ainda menores
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
chamadas prótons, nêutrons e elétrons.
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
E você também já deve ter ouvido que átomos são pequenos.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
Mas aposto que você nunca se questionou sobre quão pequenos eles realmente são.
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
Bem, a resposta é que eles são, muito, muito, muito pequenos.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
Então você pergunta, quão pequenos são os átomos mesmo?
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
Para entender isso, façamos a seguinte pergunta:
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Quantos átomos existem em uma laranja?
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
Bem, vamos assumir que uma laranja é feita de apenas átomos de nitrogênio,
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
o que não é inteiramente verdadeiro, mas existem átomos de nitrogênio na laranja.
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
Bem, para ajudar a visualizar isto, vamos inflar cada átomo
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 o tamanho de uma uva.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
E depois, que tamanho a laranja deveria ter?
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
Deveria ter o tamanho de -- bem, na verdade, o tamanho da Terra.
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Isso é loucura! Isso significa que se eu enchesse a terra com uvas,
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
eu teria o mesmo número de átomos de nitrogênio de uma laranja?
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
Isso mesmo! Então, qual é o tamanho do átomo?
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Bem, ele é muito, muito, muito pequeno.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
E quer saber?
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Isso fica ainda mais confuso.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Vamos agora olhar dentro de cada átomo -- e consequentemente da uva, certo? --
O que você vê lá?
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
No centro do átomo está algo chamado de núcleo,
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
que contém prótons e nêutrons,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
e por fora você veria elétrons.
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
Então qual é o tamanho do núcleo?
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Bem, se átomos são como uvas na terra, qual seria o tamanho do núcleo?
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
Você pode lembrar do velho desenho do átomo de sua aula de ciências,
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
onde você viu este pequeno ponto na página, com uma seta apontando 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
Bem, estes desenhos, não são feitos em escala,
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
então estão meio incorretos.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
Então qual é o tamanho do núcleo?
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Se você abrir a uva
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
e estivesse procurando pelo núcleo,
sabe de uma coisa? Ele seria invisível.
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
É pequeno demais para ver!
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
OK. Vamos inflar o átomo (a uva)
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
para o tamanho de uma casa.
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
Imagine uma bola do tamanho de uma casa de dois andares.
Vamos procurar pelo núcleo no centro do átomo.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
Quer saber? Ela mal seria visível.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Para fazer nossas mentes entenderem o tamanho do núcleo,
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
temos que inflar mais a uva, para o tamanho de um estádio de futebol.
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
Imagine uma bola com o tamanho 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 bem lá no centro do átomo,
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
você encontraria o núcleo, e poderia vê-lo!
E ele seria do tamanho de uma bolinha de gude.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
E tem mais, se ainda não fritei sua mente até agora.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Vamos pensar no átomo um pouco mais. Ele contém prótons, nêutrons e elétrons.
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
Os prótons e nêutrons vivem dentro do núcleo,
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
e contém quase toda a massa do átomo.
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
Lá fora, ficam os elétrons.
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 é como uma bola 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 elétrons por fora,
o que há entre o núcleo e os elétrons?
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
Surpreendentemente, a resposta é espaço vazio.
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
(barulho de vento)
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
Isso mesmo. Vazio!
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
Entre o núcleo e os elétrons, existem vastas regiões de espaço vazio.
Bom, tecnicamente existem alguns campos eletromagnéticos,
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
mas em termos de coisas, matéria, é vazio.
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
Lembre-se que esta vasta região de espaço vazio
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
está dentro da uva, que está dentro da Terra,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
que na verdade são os átomos de uma laranja.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
OK, mais uma coisa, se é que ainda pode ficar mais bizarro.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
Já que virtualmente toda a massa de um átomo está no núcleo
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
-- bem, existe um pouco de massa nos elétrons,
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
mas a maior parte está no núcleo --
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
Quão denso é o núcleo?
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
Bem, a resposta é incrível.
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
A densidade de um núcleo típico
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
é 4 vezes 10 elevado a 17 kilogramas por metro cúbico.
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
Mas isso é difícil de visualizar. OK, vou colocar em unidades inglesas.
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 vezes 10 elevado a 16
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
libras por pé cúbico. (400 x 10 a 16 kg/m2)
OK, isso ainda está meio difícil de imaginar.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
Certo, quero que você faça é o seguinte.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
Faça uma caixa de 30 cm x 30 cm x 30 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
Agora vamos pegar todos os núcleos de um carro típico.
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
Bom, carros pesam em média duas toneladas.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
De quantos carros os os núcleos deveriam ser colocados na caixa
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
para ter sua caixa de 30 cm da mesma densidade do núcleo?
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
Seria de um carro? Dois? Que tal 100?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Não, não e não.
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
A resposta é muito maior.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
Seria 6.2 bilhões.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
Isto é quase igual ao número de pessoas na Terra.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
Então se cada um na Terra possuísse seu próprio carro
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
-- e não possuem --
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
a se nós colocássemos todos estes carros em sua caixa,
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
esta seria aproximadamente a densidade de um núcleo.
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
Então estou dizendo que se você pegar todos os carros do mundo e colocar
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
dentro de sua caixa de 30 cm, você teria a densidade de um núcleo.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
OK, vamos revisar.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
O átomo é muito, muito, muito pequeno.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
04:59
really, really small.
101
286920
2298
Pense em átomos em uma laranja como uvas na Terra.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
O núcleo é incrivelmente pequeno.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
Agora olhe dentro da uva, e infle-a do tamanho de um estádio de futebol,
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
e agora o núcleo é uma bolinha de gude no centro.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
O átomo é feito de imensas regiões de espaço vazio.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
Isso é estranho.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
O núcleo tem uma densidade incrivelmente alta.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
Pense em colocar todos aqueles carros em uma caixa de 30 cm.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Acho que estou cansado.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
(bocejo)
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