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
אתם כנראה כבר יודעים
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
שהכל עשוי מדברים
קטנים פיצפונים בשם אטומים.
קטנים פיצפונים בשם אטומים.
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
אולי אתם אפילו יודעים שכל אטום
עשוי מחלקיקים אפילו יותר קטנים
עשוי מחלקיקים אפילו יותר קטנים
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
שנקראים פרוטונים, ניוטרונים ואלקטרונים.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
וכנראה שמעתם שאטומים הם קטנים.
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
אבל אני בטוח שמעולם
לא חשבתם על כמה הם קטנים באמת.
לא חשבתם על כמה הם קטנים באמת.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
ובכן, התשובה היא שהם ממש , ממש, ממש קטנים.
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
אז אתם שואלים, כמה קטנים האטומים?
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
כדי להבין את זה, בואו נשאל את השאלה הזו:
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
כמה אטומים יש באשכולית:?
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
ובכן בואו נניח שהאשכולית
עשויה רק מאטומי חנקן,
עשויה רק מאטומי חנקן,
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
שזה לא ממש נכון,
אבל יש אטומי חנקן באשכולית.
אבל יש אטומי חנקן באשכולית.
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
ובכן, כדי לעזור לכם לדמיין את זה,
בואו נגדיל כל אחד מהאטומים
בואו נגדיל כל אחד מהאטומים
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
לגודל של אוכמניה.
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
ואז מה יהיה צריך להיות גודלה של האשכולית?
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
היא תצטרך להיות בגודל של
-- ובכן, למעשה כדור הארץ.
-- ובכן, למעשה כדור הארץ.
01:14
That's crazy!
16
61973
1016
זה מטורף!
01:16
You mean to say that if I filled
the Earth with blueberries,
the Earth with blueberries,
17
63013
2821
אתם רוצים להגיד שאם אני
אמלא את כדור הארץ באוכמניות,
אמלא את כדור הארץ באוכמניות,
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
יהיה לי את אותו מספר
של אטומי חנקן כמו באשכולית?
של אטומי חנקן כמו באשכולית?
01:21
That's right!
19
68859
1000
זה נכון!
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
אז כמה קטן הוא אטום?
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
ובכן, הוא ממש, ממש, ממש, ממש קטן.
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
ואתם יודעים מה? זה נעשה אפילו יותר מטורף.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
בואו נסתכל עכשיו לתוך כל אטום
-- או לתוך האוכמניה, נכון? --
-- או לתוך האוכמניה, נכון? --
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
מה אנחנו רואים שם?
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
במרכז האטום יש משהו שנקרא הגלעין,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
שמכיל פרוטונים וניוטרונים,
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
ובחוץ תראו אלקטרונים.
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
אז כמה גדול הגלעין?
01:44
If atoms are like blueberries
in the Earth,
in the Earth,
29
91381
2135
ובכן, אם אטומים הם כמו
אוכמניות בכדור הארץ,
אוכמניות בכדור הארץ,
01:46
how big would the nucleus be?
30
93540
1777
כמה גדול יהיה הגלעין?
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
אתם אולי תזכרו את התמונות הישנות
של האטום מכיתת המדעים שלכם,
של האטום מכיתת המדעים שלכם,
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
בה ראיתם את הנקודה הקטנה הזו
על הדף עם חץ מצביע לגלעין.
על הדף עם חץ מצביע לגלעין.
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
ובכן, בתמונות האלו,
הן לא מצויירות לפי קנה מידה,
הן לא מצויירות לפי קנה מידה,
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
אז הן די לא נכונות.
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
אז כמה גדול הגלעין?
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
אז אם תפתחו את האוכמניה ותחפשו את הגלעין,
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
אתם יודעים מה? הוא יהיה בלתי נראה.
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
הוא קטן מידי כדי לראותו!
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
אוקיי, בואו נגדיל את האטום -- האוכמניה --
02:13
to the size of a house.
40
120744
1232
לגודל של בית.
02:15
So imagine a ball that is as tall
as a two-story house.
as a two-story house.
41
122000
3738
אז דמיינו כדור בגובה של בית בן שתי קומות.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
בואו נחפש את הגלעין במרכז האטום.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
ואתם יודעים מה? בקושי תוכלו לראות אותו.
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
אז כדי להבין כמה קטן הגלעין,
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
אנחנו צריכים להגדיל את האוכמניה,
לגודל של איצטדיון פוטבול.
לגודל של איצטדיון פוטבול.
02:32
So imagine a ball the size
of a football stadium,
of a football stadium,
46
139000
2976
אז דמיינו כדור בגודל של איצטדיון פוטבול,
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
וממש בדיוק במרכז האטום,
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
תמצאו את הגלעין, ותוכלו לראות אותו!
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
והוא יהיה בגודל של גולה קטנה.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
ויש עוד, אם לא השתגעתם עד עכשיו.
02:47
Let's consider the atom some more.
51
154701
1620
בואו נחשוב על האטום קצת יותר.
02:49
It contains protons,
neutrons and electrons.
neutrons and electrons.
52
156345
2197
הוא מכיל פרוטונים, ניוטרונים ואלקטרונים.
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
הפרוטונים והנייטרונים נמצאים בתוך הגלעין,
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
ומכילים כמעט את כל המאסה של האטום.
02:56
Way on the edge are the electrons.
55
163234
1742
ממש בקצה נמצאים האלקטרונים.
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
אז אם אטום הוא כדור
בגודל של איצטדיון פוטבול,
בגודל של איצטדיון פוטבול,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
עם הגלעין במרכז, והאלקטרונים בקצה,
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
מה יש בין הגלעין והאלקטרונים?
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
למרבה הפלא, התשובה היא חלל ריק.
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
(קולות של רוח)
03:13
That's right. Empty!
61
180581
1395
זה נכון. ריק!
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
בין הגלעין והאלקטרונים,
יש מרחבים גדולים של חלל ריק.
יש מרחבים גדולים של חלל ריק.
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
עכשיו, טכנית יש כמה שדות מגנטיים,
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
אבל במונחים של חומר, זה ריק.
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
זיכרו שהאזור הגדול הזה של מרחב ריק
נמצא בתוך האוכמניה,
נמצא בתוך האוכמניה,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
שהיא בתוך כדור הארץ,
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
שהם בעצם האטומים בתוך האשכולית.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
אוקיי, עוד דבר אחד,
אם אני יכול להיות אפילו יותר מוזר.
אם אני יכול להיות אפילו יותר מוזר.
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
מאחר וכמעט כל המסה של האטום היא בגלעין --
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
עכשיו, יש מעט מסה באלקטרונים,
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
אבל רובה בגלעין --
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
כמה דחוס הגלעין?
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
ובכן, התשובה מטורפת.
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
הדחיסות של גלעין ממוצע
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
היא ארבע כפול עשר
בחזקת 17 קילוגרם למטר נפח.
בחזקת 17 קילוגרם למטר נפח.
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
אבל זה קשה לדמיין. אוקיי,
אני אגיד את זה במידות אנגליות.
אני אגיד את זה במידות אנגליות.
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
2.5 כפול 10 בחזקת פאונדים לרגל נפח.16
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
אוקיי, זה עדיין די קשה לתפיסה.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
אוקיי, הנה מה שאני רוצה שתעשו.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
צרו קופסה בגודל רגל על רגל על רגל.
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
עכשיו עכשיו בואו ניקח את
כל הגלעינים ממכונית טיפוסית.
כל הגלעינים ממכונית טיפוסית.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
עכשיו, מכוניות שוקלות בממוצע שני טון.
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
כמה גלעינים ממכוניות צריך לשים בתוך הקופסה
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
כדי שקופסת הרגל המרובע
תהייה באותה דחיסות של הגלעין?
תהייה באותה דחיסות של הגלעין?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
האם זו מכונית אחת? שתיים?
04:24
How about 100?
86
251424
1000
אולי 100?
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
לא, לא ולא.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
התשובה היא הרבה יותר גדולה.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
זה 6.2 מיליארד.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
זה כמעט שווה למספר האנשים על כדור הארץ.
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
אז אם לכולם על כדור הארץ היתה מכונית --
04:39
and they don't --
92
266578
1331
ואין להם --
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
(מכוניות צופרות)
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
והיינו שמים את כל המכוניות בקופסה שלכם...
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
זו תהיה בערך הדחיסות של הגלעין.
04:49
So I'm saying that if you took
every car in the world
every car in the world
96
276909
2544
אז אני אומר שאם הייתם לוקחים
את כל המכוניות בעולם
את כל המכוניות בעולם
04:52
and put it into your one-foot box,
97
279477
2331
והייתם שמים אותן בתוך הקופסה הזו,
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
היתה לכם דחיסות של גלעין אחד.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
אוקיי, בואו נחזורו.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
האטום הוא ממש,
04:59
really, really small.
101
286920
2298
ממש, ממש קטן.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
תחשבו על אטומים באשכולית
כמו אוכמניות בכדור הארץ.
כמו אוכמניות בכדור הארץ.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
הגלעין הוא קטן בצורה מטורפת.
05:09
Now look inside the blueberry,
104
296048
1669
עכשיו הביטו לתוך האוכמניה,
05:10
and blow it up to the size
of a football stadium,
of a football stadium,
105
297741
2415
ותגדילו אותה לגודל של איצטדיון פוטבול,
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
ועכשיו הגלעין הוא גולה במרכז.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
האטום עשוי ממרחב ריק עצום.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
זה מוזר.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
הגלעין בעל דחיסות מדהימה.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
חשבו על לשים את כל המכוניות בעולם
בקופסה בגודל של 30 ס"מ רבועים.
בקופסה בגודל של 30 ס"מ רבועים.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
אני חושב שאני עייף.
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