(hudba) TED Ed Lekcie hodné šírenia
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.
Zrejme už všetci viete, že všetko sa skladá z malinkých častí, ktoré voláme atómy. Možno viete aj to, že atóm sa skladá z ešte menších častíc – protónov, neutrónov a elektrónov. A pravdepodobne ste už počuli, že atómy sú malé. Ale stavím sa, že ste ešte nepremýšľali, aké malé v skutočnosti sú. Nuž, pravda je, že sú veľmi, veľmi, veľmi malinké. Takže ste zvedaví, aké malé tie atómy sú? Pre lepšie pochopenie si najprv položme otázku: Koľko atómov je v grepe? Predstavme si, že grep sa skladá len z atómov dusíka, čo síce nie je pravda, ale v grepe sú ozaj aj atómy dusíka. Pre lepšiu predstavu nafúknime každý atóm na veľkosť čučuriedky. Aký veľký by bol potom ten grep? Tak to by bol veľký ako – nuž, vlastne veľký ako Zem. Bláznivé! To znamená, že keby som naplnil Zemeguľu čučoriedkami, mal by som toľko atómov dusíka, ako je v grepe? Presne tak! Takže aký veľký je atóm? Nuž, je veľmi, veľmi, veľmi, veľmi malý. A viete čo? Je to ešte bláznivejšie. Pozrime sa teraz do vnútra atómu – našej čučoriedky, áno? Čo to tam vidíte? V strede atómu je niečo, čo sa volá jadro, a to obsahuje protóny a neutróny a na vonkajšej strane vidíte elektróny. A aké veľké je to jadro? Nuž, ak je atóm ako čučoriedka v Zemi, aké veľké potom bude jadro? Možno si pamätáte starý obrázok atómu z hodín fyziky, kde ste videli malú bodku, na ktorú ukazovala šípka, ako na jadro. Lenže tieto obrázky neboli v správnej mierke, takže sú vlastne nesprávne. Tak aké veľké je jadro? No, ak by ste otvorili čučoriedku a hľadali v nej jadro, tak viete čo? Nebudete ho vidieť. Je príliš malé, aby bolo vidieť. OK. Poďme nafúknuť atóm – čučoriedku – na veľkosť domu. Predstavte si loptu veľkosti dvojposchodového domu. Hľadajme tam jadro v strede atómu. A viete čo? Aj tak ho bude tažko vidieť. Takže aby sme si vedeli predstaviť veľkosť jadra, musíme nafúknuť našu čučoriedku až na veľkosť futbalového štadióna. Predstavte si teda loptu veľkosti futbalového štadióna a rovno v strede atómu, nájdete jadro, a budete ho vidieť! Bude veľké ako malá gulička. A je toho viac, ak som vás ešte neunavil. Pozrime sa na atóm ešte lepšie. Obsahuje protóny, neutróny a elektróny. Protóny a neutróny žijú vnútri jadra a obsahujú skoro všetku hmotu atómu. Úplne na kraji sú elektróny. Takže ak je atóm lopta veľká ako futbalový štadión, s jadrom v strede a elektrónmi na okraji, čo je medzi jadrom a elektrónmi? Prekvapivo, je tam prázdny priestor. (zvuk vetra) Áno správne. Prázdny! Medzi jadrom a elektrónmi sú obrovské oblasti prázdneho priestoru. Technicky sú tam elektromagnetické polia, ale z pohľadu hmoty, materiálu, je tam prázdno. Uvedomte si, že tento obrovský prázdny priestor je vo vnútri čučoriedky, ktorá je vo vnútri Zeme, a sú to vlastne atómy v grepe. OK, tak ešte jedna vec, ak môžem byť ešte bizarnejší. Kedže prakticky celá hmota atómu je v jadre – aj keď časť z nej je aj v elektrónoch, aj tak je väčšina v jadre – aké husté je teda jadro? Nuž, odpoveď je bláznivá. Hustota bežného jadra je 4-krát 10 na 17-tu kilogramu na meter kubický. To sa však ťažko predstavuje. V anglických jednotkách je to 2,5-krát 10 na 16-tu libier na kubickú stopu. OK, to je stále dosť ťažko predstaviteľné. OK, chcem, aby ste spravili toto. Spravte si škatuľu veľkosti 30 x 30 x 30 centimetrov. Teraz choďte a zoberte všetky jadrá z bežného auta. Priemerné auto má dve tony. Jadrá koľkých áut by sme museli dať do krabice, aby mala rovnakú hustotu ako jadro? Je to jedno auto? Dve? A čo tak 100? Nie, nie a ešte raz nie. Odpoveď je oveľa viac. Je to 6,2 miliardy. To je skoro toľko, ako počet obyvateľov na Zemi. Takže keby každý na Zemi vlastnil auto – a to nevlastní – a vložili by sme všetky tie autá do vašej krabice, potom by sme dostali približne hustotu jadra. Čiže keby ste strčili všetky autá na svete do jednej 30 cm veľkej krabice vytvorili by ste tam hustotu jediného jadra. OK, teraz si to zopakujme. Atóm je veľmi, veľmi, veľmi malý. Berme atómy v grepe ako čučoriedky v Zemi. Jadro je šialene malé. Pozrime sa do čučoriedky a zväčšme ju na veľkosť futbalového štadióna. Teraz je jadro ako gulička v strede. Atóm je zložený z obrovských oblastí prázdneho priestoru. To je divné. Jadro má strašne veľkú hustotu. Spomeňte si na všetky tie autá v krabici. Asi som už unavený.