(Hudba) Asi už víte, že vše kolem nás je složeno z maličkých částeček zvaných atomy. Možná víte i to, že každý atom je složen z ještě menších částic zvaných protony, neutrony a elektrony. A už jste nejspíš slyšeli, že atomy jsou malé. Ale vsadím se, že jste nikdy nepřemýšleli nad tím, jak moc malé doopravdy atomy jsou. Odpověď zní, že jsou velmi, velmi, velmi malé. Ptáte se, jak malé tedy atomy jsou? Abychom tomu porozuměli, položme si tuto otázku: Kolik atomů se nachází v grapefruitu? Předpokládejme, že se grapefruit skládá pouze z atomů dusíku, což není tak úplně pravda. Ovšem platí, že grapefruit obsahuje atomy dusíku. Abyste si to uměli lépe představit, nafoukneme každý z atomů na velikost borůvky. Jak velký by potom musel být celý grapefruit? Musel by mít stejnou velikost jako -- Země. Neuvěřitelné! Opravdu chcete říct, že kdybych naplnil Zemi borůvkami dostal bych stejné číslo, jako je atomů dusíku v grapefruitu? Přesně tak! Takže jak velký je atom? No, je velmi, velmi, velmi, velmi malý. A víte co? Je to ještě šílenější! Podívejme se nyní dovnitř každého atomu, tedy vlastně borůvky, ano? Co v něm vidíme? Ve středu atomu je takzvané jádro, které obsahuje protony a neutrony, a kolem se nacházejí elektrony. A jak velké je jádro? Tedy, jak velké by bylo jádro, kdyby atomy byly jako borůvky? Možná si pamatujete na obrázek atomu v učebnici, kde jste mohli vidět malou tečku a šipku ukazující na jádro. Tyto obrázky ale nezachovávají poměr velikostí, takže nejsou úplně správné. Takže jak velké je jádro? Kdybyste rozloupli borůvku a hledali její jádro, co byste viděli? Vůbec nic. Jádro by bylo moc malé na to, aby bylo vidět! Dobrá. Tak pojďme nafouknout atom (borůvku) na velikost domu. Představte si míč vysoký jako dvoupatrová budova, a pojďme v jeho středu najít jádro. Víte co? Bylo by stěží vidět. Takže abychom si uvědomili, jak velké jádro opravdu je, potřebujeme nafouknout borůvku až na velikost fotbalového stadionu. Představte si míč o velikosti fotbalového stadionu, a přesně uprostřed tohoto atomu byste našli jádro, které byste mohli vidět! Bylo by velké jako malá skleněnka. Pokud vás ani toto neohromilo, ještě pokračujeme! Pojďme se znovu podívat na atom. Obsahuje protony, neutrony a elektrony. Protony a neutrony se nachází uvnitř jádra a je v nich koncentrována téměř celá hmotnost atomu. Na povrchu atomu jsou elektrony. Pokud máme atom jako míč o velikosti fotbalového stadionu s jádrem ve středu a elektrony na povrchu, co se nachází mezi jádrem a elektrony? Odpověď je překvapivá: prázdný prostor. (Zvuk větru) Ano, prázdný! Mezi jádrem a elektrony jsou obrovské oblasti prázdného prostoru. Technicky vzato zde najdeme elektromagnetická pole, ale co se týče hmoty či látky zde není nic. Uvědomte si, že tato ohromná oblast prázdného prostoru je uvnitř borůvky, která je uvnitř Země, což jsou ve skutečnosti atomy grapefruitu. Další věc je snad ještě podivuhodnější. Protože je prakticky všechna hmota atomu soustředěna v jádře -- elektrony mají sice také určitou hmotnost, ale většina hmotnosti je v jádru -- jakou hustotu má jádro? Odpověď je neuvěřitelná. Hustota typického jádra je čtyřikrát deset na sedmnáctou kilogramů na metr krychlový. Je těžké si to představit. Dobře, převedu to na anglické jednotky. 2.5 krát 10 na šestnáctou liber na kubickou stopu. Hm, pořád je těžké si to představit. Budu po vás chtít toto: Představte si krabici o rozměrech zhruba 30 x 30 x 30 cm. Nyní pojďme posbírat všechna jádra, která obsahuje typické auto. Auta váží v průměru dvě tuny. Jádra kolika aut byste museli dát do krabice aby vaše krabice měla stejnou hustotu jako jádro? Je to jedno auto? Dvě? Co třeba sto? Ne, ne, a ještě jednou ne. Odpověď je mnohem vyšší. Je to 6,2 miliardy. To je skoro počet všech lidí na Zemi. Takže, pokud by každý člověk vlastnil auto -- jako že nevlastní -- a dali bychom všechna tato auta do vaší krabice, získali bychom hustotu atomového jádra. Pokud byste tedy vzali všechna auta na světě a dali je do své krabice, měla by krabice hustotu jednoho atomového jádra. Pojďme si to zopakovat. Atomy jsou velmi, velmi, velmi malé. Atomy grapefruitu si můžeme představit jako borůvky uvnitř Země. Atomové jádro je šíleně malé. Podívejte se dovnitř borůvky a nafoukněte ji na velikost fotbalového stadionu, a nyní uprostřed najdeme jádro ve velikosti skleněnky. Atom obsahuje spoustu prázdného prostoru. To je zvláštní. Jádro má neskutečně vysokou hustotu. Představte si , že byste poskládali všechna auta do vaší krabice. Myslím, že jsem unavený. (Zívá) Myslím, že jsem unavený. (Zívá)
You probably already know everything is made up of little tiny things called atoms or even that each atom is made up of even smaller particles called protons, neutrons and electrons. And you've probably heard that atoms are small. But I bet you haven't ever thought about how small atoms really are. Well, the answer is that they are really, really small. So you ask, just how small are atoms? To understand this, let's ask this question: How many atoms are in a grapefruit? Well, let's assume that the grapefruit is made up of only nitrogen atoms, which isn't at all true, but there are nitrogen atoms in a grapefruit. To help you visualize this, let's blow up each of the atoms to the size of a blueberry. And then how big would the grapefruit have to be? It would have to be the same size of -- well, actually, the Earth. That's crazy! You mean to say that if I filled the Earth with blueberries, I would have the same number of nitrogen atoms as a grapefruit? That's right! So how big is the atom? Well, it's really, really small! And you know what? It gets even more crazy. Let's now look inside of each atom -- and thus the blueberry, right? -- What do you see there? In the center of the atom is something called the nucleus, which contains protons and neutrons, and on the outside, you'd see electrons. So how big is the nucleus? If atoms are like blueberries in the Earth, how big would the nucleus be? You might remember the old pictures of the atom from science class, where you saw this tiny dot on the page with an arrow pointing to the nucleus. Well, those pictures, they're not drawn to scale, so they're kind of wrong. So how big is the nucleus? So if you popped open the blueberry and were searching for the nucleus ... You know what? It would be invisible. It's too small to see! OK. Let's blow up the atom -- the blueberry -- to the size of a house. So imagine a ball that is as tall as a two-story house. Let's look for the nucleus in the center of the atom. And do you know what? It would just barely be visible. So to get our minds wrapped around how big the nucleus is, we need to blow up the blueberry, up to the size of a football stadium. So imagine a ball the size of a football stadium, and right smack dab in the center of the atom, you would find the nucleus, and you could see it! And it would be the size of a small marble. And there's more, if I haven't blown your mind by now. Let's consider the atom some more. It contains protons, neutrons and electrons. The protons and neutrons live inside of the nucleus, and contain almost all of the mass of the atom. Way on the edge are the electrons. So if an atom is like a ball the size of a football stadium, with the nucleus in the center, and the electrons on the edge, what is in between the nucleus and the electrons? Surprisingly, the answer is empty space. (Wind noise) That's right. Empty! Between the nucleus and the electrons, there are vast regions of empty space. Now, technically there are some electromagnetic fields, but in terms of stuff, matter, it is empty. Remember this vast region of empty space is inside the blueberry, which is inside the Earth, which really are the atoms in the grapefruit. OK, one more thing, if I can even get more bizarre. Since virtually all the mass of an atom is in the nucleus -- now, there is some amount of mass in the electrons, but most of it is in the nucleus -- how dense is the nucleus? Well, the answer is crazy. The density of a typical nucleus is four times 10 to the 17th kilograms per meter cubed. But that's hard to visualize. OK, I'll put it in English units. 2.5 times 10 to the 16th pounds per cubic feet. OK, that's still kind of hard to figure. OK, here's what I want you to do. Make a box that is one foot by one foot by one foot. Now let's go and grab all of the nuclei from a typical car. Now, cars on average weigh two tons. How many cars' nuclei would you have to put into the box to have your one-foot-box have the same density of the nucleus? Is it one car? Two? How about 100? Nope, nope and nope. The answer is much bigger. It is 6.2 billion. That is almost equal to the number of people in the Earth. So if everyone in the Earth owned their own car -- and they don't -- (Cars honking) and we put all of those cars into your box ... That would be about the density of a nucleus. So I'm saying that if you took every car in the world and put it into your one-foot box, you would have the density of one nucleus. OK, let's review. The atom is really, really, really small. Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth. The nucleus is crazy small. Now look inside the blueberry, and blow it up to the size of a football stadium, and now the nucleus is a marble in the middle. The atom is made up of vast regions of empty space. That's weird. The nucleus has a crazy-high density. Think of putting all those cars in your one-foot box. I think I'm tired.