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.
(Muziek)
Je weet waarschijnlijk al dat alles is opgebouwd
00:26
You probably already know
0
13809
1200
uit kleine, kleine dingen: atomen.
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
Je weet misschien nog
dat elk atoom uit nog kleinere deeltjes bestaat:
dat elk atoom uit nog kleinere deeltjes bestaat:
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
protonen, neutronen en elektronen.
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
En je hebt waarschijnlijk gehoord
dat atomen klein zijn.
dat atomen klein zijn.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
Heb je er al eens over nagedacht
hoe klein atomen werkelijk zijn?
hoe klein atomen werkelijk zijn?
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
Het antwoord is dat ze heel, heel, heel klein zijn.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
Hoe klein zijn die atomen eigenlijk?
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
Daarom deze vraag:
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
hoeveel atomen zitten er in een grapefruit?
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
Stel dat de grapefruit alleen
uit stikstofatomen is samengesteld,
uit stikstofatomen is samengesteld,
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
dat is niet helemaal waar,
maar er zitten wel stikstofatomen in een grapefruit.
maar er zitten wel stikstofatomen in een grapefruit.
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
Om dit te visualiseren,
gaan we van elk van de atomen opblazen
gaan we van elk van de atomen opblazen
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
tot de grootte van een bosbes.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
Hoe groot zou de grapefruit dan worden?
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
Ze zou dan ongeveer zo groot
zijn als de aarde.
zijn als de aarde.
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Dat is te gek!
Als ik de aarde zou opvullen met bosbessen,
Als ik de aarde zou opvullen met bosbessen,
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
zou ik hetzelfde aantal stikstofatomen hebben
als in een grapefruit?
als in een grapefruit?
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
Dat klopt!
Hoe groot is dan een atoom?
Hoe groot is dan een atoom?
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Nou, het is heel, heel, heel, heel klein.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
En weet je wat?
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Het wordt nog gekker.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Laten we nu eens de binnenkant
van elk atoom bekijken
-- van de bosbes dus. --
van elk atoom bekijken
-- van de bosbes dus. --
Wat zie je daar?
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
In het midden van het atoom zit de kern
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
met protonen en neutronen,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
en aan de buitenkant zou je elektronen zien.
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
Dus hoe groot is dan de kern?
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Als atomen als bosbessen in de aarde zijn,
hoe groot zou de kern dan zijn?
hoe groot zou de kern dan zijn?
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
Op oude foto's van het atoom uit de wetenschapsles.
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
zag je een stip met een pijl wijzend naar de kern.
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
Die foto's zijn helemaal niet op schaal getekend.
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
Eigenlijk zijn ze helemaal fout.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
Hoe groot is de kern dan?
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Als je de bosbes zou openmaken
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
om de kern te zoeken,
zou ze onzichtbaar zijn.
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
Veel te klein om te zien!
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
OK. Nu pompen we het atoom -- de bosbes --
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
op tot de grootte van een huis.
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
Stel je een bal voor die zo groot is
als een huis met twee verdiepingen.
als een huis met twee verdiepingen.
Laten we eens kijken naar de kern
in het midden van dat atoom.
in het midden van dat atoom.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
Ze zou nauwelijks zichtbaar zijn, zo klein.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Om een beter idee te krijgen hoe groot de kern is,
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
moeten we de bosbes
tot de grootte van een voetbalstadion opblazen.
tot de grootte van een voetbalstadion opblazen.
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
Stel je een bal voor met de grootte van een voetbalstadion.
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
Midden in dat atoom
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
zou je de kern kunnen zien!
Met de grootte van... een kleine knikker.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
En er komt nog,
als je nu nog niet van je sokken bent geblazen.
als je nu nog niet van je sokken bent geblazen.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Laten we nog eens wat dieper ingaan op het atoom.
Het bevat protonen, neutronen en elektronen.
Het bevat protonen, neutronen en elektronen.
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
De protonen en neutronen zitten in de kern,
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
en bevatten bijna de hele massa van het atoom.
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
Aan de buitenkant zitten de elektronen.
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
Als een atoom is als een bal
met de grootte van een voetbalstadion,
met de grootte van een voetbalstadion,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
de kern in het centrum
en de elektronen aan de rand,
en de elektronen aan de rand,
wat is er dan tussen de kern en de elektronen?
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
Verrassend genoeg: niks.
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
(Windlawaai)
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
Dat klopt. Leeg!
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
Er zit niks tussen de kern en de elektronen.
Er zijn wat elektromagnetische velden,
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
maar geen dingen, geen materie, het is er leeg.
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
Vergeet niet dat deze uitgestrekte lege ruimte
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
binnen de bosbes zit, en die weer in de aarde,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
als de atomen in de grapefruit.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
Het kan nog gekker.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
Omdat vrijwel alle massa van een atoom
in de kern zit
in de kern zit
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
-- een beetje massa ook wel in de elektronen,
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
maar de meeste massa zit in de kern --
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
hoe dicht is dan de kern?
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
Het antwoord is te gek.
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
De dichtheid van een typische kern
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
is vier keer 10 tot de 17e kilogram per kubieke meter.
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
Dat is moeilijk voor te stellen.
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
Dat is moeilijk voor te stellen.
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
Dat is moeilijk voor te stellen.
Dat is nog altijd moeilijk voor te stellen.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
Probeer dit eens:
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
maak een doos van 30 bij 30 bij 30 centimeter.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
Nu nemen we alle kernen van een typische auto.
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
Veronderstel dat auto's gemiddeld twee ton wegen.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
Hoeveel kernen van auto’s
moet je dan in die doos steken
moet je dan in die doos steken
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
opdat ze even dicht als de kern zou zijn?
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
Is het één auto? Twee? Ongeveer 100?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Nee en nog eens nee.
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
Veel en veel meer.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
6,2 miljard.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
Dat is bijna gelijk aan het aantal mensen op aarde.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
Als iedereen op aarde een eigen auto zou hebben
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
-- wat niet zo is --
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
en we al die auto's in die doos zouden persen
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
dan zou die de dichtheid van een kern hebben.
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
Als je elke auto in de wereld
in je doos van 30 cm zou steken
in je doos van 30 cm zou steken
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
dan zou je de dichtheid van één kern hebben.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
We overlopen het nog eens.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
Het atoom is heel, heel, heel klein.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
04:59
really, really small.
101
286920
2298
Denk aan de atomen in een grapefruit
zoals bosbessen in de aarde.
zoals bosbessen in de aarde.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
De kern is verschrikkelijk klein.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
Als zo’n bosbes zo groot zou zijn
als een voetbalstadion,
als een voetbalstadion,
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
dan zou de kern in het midden zo groot
als een knikker zijn.
als een knikker zijn.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
Het atoom bevat uitgestrekte gebieden lege ruimte.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
Dat is raar.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
De kern heeft een superhoge dichtheid.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
Denk aan al die auto’s in die doos van 30 cm.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Ik denk dat ik een beetje moe ben.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
(Geeuwt)
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