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.
(موسيقى)
ربما تعلمون أن كل شيء يتكون من
00:26
You probably already know
0
13809
1200
أجزاء صغيرة جدا تسمى الذرات.
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
وقد تعلمون أيضا أن كل ذرة تتكون من جسيمات أصغر
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
تدعي البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
وقد سمعتم بالطبع أن الذرات صغيرة.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
ولكن أراهن أنكم لم تفكروا قط في مدى صغر الذرة.
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
حسنا، الجواب أنها حقا صغيرة جدا.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
وستتساءلون، ما مدى صغر الذرات؟
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
ولتفهموا هذا، دعنا نطرح هذا السؤال:
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
كم عدد الذرات موجود في الليمون الهندي؟
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
حسنا دعنا نفترض أن الليمون الهندي يتكون من ذرات النيتروجين فقط،
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
وهذا ليس صحيحا طبعا، لكن هناك ذرات نيتروجين في الليمون الهندي.
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
حسنا، لمساعدتك على تصور هذا، دعونا نضخم كل الذرات
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
إلى حجم عنبية.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
إذن بأي قدر من الكبر يجب أن يكون الليمون الهندي؟
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
حسنا يفترض أن يكون بنفس حجم .. حسنا، في الواقع، بحجم الأرض.
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
وذلك جنوني! تقصد القول أنه إن ملأت الأرض بالعنب البري،
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
سيكون لدى نفس عدد ذرات النتروجين في الليمون الهندي؟
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
وهذا صحيح! فما مدى كبر الذرة إذن؟
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
حسنا، إنها حقا صغيرة بالفعل.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
وتعلمون ماذا؟
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
الأمور تصبح أكثر جنونية.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
دعونا ننظر الآن داخل كل ذرة - أي العنيبة، صحيح؟ -
ما الذي ترونه هناك؟
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
في مركز الذرة شيء يدعى النواة،
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
والتي تحتوي على البروتونات والنيوترونات،
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
وفي الخارج وسوف تشاهد الإلكترونات.
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
فما مدى كبر الذرة إذن؟
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
حسنا، إذا كانت الذرات مثل العنب البري في الأرض، ما مدى كبر النواة إذن؟
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
قد تتذكرون الصور القديمة للذرة من صف علومكم،
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
حيث رأيتم هذه النقطة الصغيرة في الصفحة بسهم يشير إلى النواة.
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
حسنا، تلك الصور، لم ترسم بسلم،
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
فهي خاطئة نوعا ما.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
ما مدى كبر النواة إذن؟
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
فإن قمتم بفتح العنيبة إذن
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
وبحثتم عن النواة،
تعلمون ماذا؟ سوف تكون غير مرئية.
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
صغيرة جدا لنراها!
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
طيب. دعونا نضخم حجم الذرة - العنيبة -
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
بحجم منزل.
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
تخيلوا كرة بعلو منزل بطابقين.
دعونا ننظر للنواة في مركز الذرة.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
وتعلمون ماذا؟ ستكون بالكاد مرئية.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
ولتفهم أذهاننا مدى كبر النواة،
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
نحن بحاجة إلى تضخيم العنيبة إلى حجم ملعب كرة قدم.
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
إذن، تخيلوا كرة بحجم ملعب كرة قدم،
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
وفي مركز الذرة تماما
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
سوف تجدون النواة، وتستطيعون رؤيتها!
ستكون بحجم كرة رخامية صغيرة.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
وهناك أكثر من ذلك، إن لم أك قد أبهرتكم حتى الآن.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
دعونا نعتبر الذرة لمزيد من الوقت. إنها تحتوي على البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.
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
البروتونات والنيوترونات تعيش داخل النواة،
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
وتحوي كل كتلة الذرة تقريبا.
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
وعلى الحافة بعيدا توجد الإلكترونات.
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
فإن كانت الذرة بحجم ملعب كرة قدم،
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
بنواة في مركزه، والإلكترونات على الحافة،
ما الذي يوجد بين النواة والإلكترونات؟
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
المثير للدهشة، أن الجواب هو مساحة فارغة.
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
(ضجيج الرياح)
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
وهذا صحيح. فراغ!
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
بين النواة والإلكترونات، هناك مناطق شاسعة من المساحات الفارغة.
حسنا، تقنيا هناك بعض الحقول الكهرومغناطيسية،
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
ولكن من حيث الأشياء والمواد فإنه فارغ.
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
تذكرون هذه المنطقة الشاسعة من المساحة الفارغة
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
داخل العنيبة، والتي هي داخل الأرض،
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
والتي هي في الحقيقة الذرات في الليمون الهندي.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
طيب، شيء آخر، إن كان ممكنا أن أصبح أكثر غرابة.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
بما أنه عمليا كل كتلة الذرة هي النواة -
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
الآن، هناك مقدار من الكتلة في الإلكترونات،
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
ولكن معظمها في النواة -
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
ما مدى كثافة النواة؟
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
حسنا، الجواب جنوني.
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
كثافة نواة نموذجية
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
هو أربع ضرب 10 مرفوعة إلى قوة 17 كيلوغرام للمتر المكعب.
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
لكن من الصعب تصور ذلك. طيب، سأذكر ذلك بالوحدات الإنجليزية.
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
اثنان ونصف ضرب 10 مرفوعى إلى 16
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
رطلا في كل قدم مكعب.
حسنا، لا يزال من الصعب نوعا ما استيعابه.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
حسنا، هنا ما نريد منك القيام به.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
اصنع صندوقا مربعا بطول قدم واحدة.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
والآن دعونا نأخذ كل النوى من سيارة قياسية.
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
الآن، السيارات في المتوسط تزن طنين.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
كم عدد نوى السيارات التي عليك وضعها في الصندوق
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
ليكون صندوقك المربع بضلع قدم واحد بنقس كثافة النواة؟
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
هل هي سيارة واحدة؟ اثنتان؟ ماذا عن 100؟
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
كلا وكلا وكلا.
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
والجواب أكبر بكثير.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
إنها 6.2 مليار.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
وهذا يساوي تقريبا عدد الناس في الأرض.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
حتى إذا كان الجميع في الأرض يمتلكون سياراتهم الخاصة -
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
وذلك غير صحيح -
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
ووضعنا كل هذه السيارات في مربعك،
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
سيكون ذلك بقدر كثافة نواة.
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
لذلك فما أقوله هو أنه إن أخذت كل سيارة في العالم
ووضعتها في مربعك ذي طول قدم واحد،
ووضعتها في مربعك ذي طول قدم واحد،
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
ستحصل على كثافة نواة واحدة.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
حسنا، دعونا نسترجع.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
الذرة هي حقا صغيرة جدا.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
04:59
really, really small.
101
286920
2298
فكروا في ذرات الليمون الهندي مثل العنب البري بالنسبة للأرض.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
النواة صغيرة بشكل جنوني.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
الآن انظروا إلى داخل العنيبة، وضخموها إلى حجم ملعب كرة قدم،
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
والنواة هي الآن كرة رخام صغيرة في الوسط.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
تتكون الذرة من مناطق شاسعة من المساحات الفارغة.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
وهذا غريب.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
لدى النواة كثافة عالية بشكل جنوني.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
فكروا في جميع تلك السيارات إن وضعت في مربعك ذي طول قدم واحد.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
أعتقد أنني قد تعبت.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
(تثاؤب)
Reviewed by Khalid Marbou
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