TED-Ed
Jon Bergmann: Just how small is an atom?
Filmed:
Readability: 3.1
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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
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(Musique)
Vous savez probablement déjà que tout est fait
00:26
You probably already know
0
13809
1200
de minuscules choses appelées atomes.
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
Vous savez peut-être même que chaque atome
est fait de particules plus petites encore,
est fait de particules plus petites encore,
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
appelées protons, neutrons et électrons.
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
Et vous avez probablement entendu dire
que les atomes sont petits.
que les atomes sont petits.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
Mais je parie que vous n'avez jamais pensé
à quel point ils sont petits.
à quel point ils sont petits.
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
Et bien, la réponse est qu'ils sont vraiment,
vraiment, vraiment petits.
vraiment, vraiment petits.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
Alors vous vous demandez, à quel point sont-ils petits?
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
Pour bien comprendre ceci, posons cette question :
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Combien d'atomes y a-t-il dans un pamplemousse?
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
Et bien, supposons que ce pamplemousse
est seulement fait d'atomes d'azote,
est seulement fait d'atomes d'azote,
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
ce qui n'est pas vrai mais il y a des atomes d'azote dans les pamplemousses.
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
Et bien, pour vous aider à le visualiser, agrandissons
ces atomes
ces atomes
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
à la taille d'une myrtille.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
Et alors, quelle taille le pamplemousse devrait-il avoir ?
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
Il devrait être aussi gros que -- en fait, aussi gros que la Terre.
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
C'est fou ! Vous voulez dire que si je remplis
la Terre de myrtilles,
la Terre de myrtilles,
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
j'aurais le même nombre d'atomes d'azote
que dans un pamplemousse ?
que dans un pamplemousse ?
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
Exact ! Alors quelle est la taille de l'atome ?
01:21
That's right!
19
68859
1000
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Et bien, il est vraiment, vraiment, vraiment petit.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
Et vous savez quoi ?
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Plus fou encore.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Regardons maintenant à l'intérieur de chaque atome - et donc de la myrtille --
Qu'y voyez-vous ?
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
Au centre de l'atome, il y a quelque chose appelé le noyau,
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
qui contient des protons et neutrons,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
et à l'extérieur vous verriez des électrons.
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
Alors quelle est la taille du noyau ?
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Et bien, si les atomes sont comme des myrtilles,
quelle serait la taille du noyau ?
quelle serait la taille du noyau ?
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
Vous vous souvenez peut-être d'illustrations
de vos cours de sciences,
de vos cours de sciences,
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
où vous voyiez un petit point sur la page
avec une flèche pointant vers le noyau.
avec une flèche pointant vers le noyau.
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
Et bien, ces images ne sont pas dessinées à l'échelle,
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
elles sont erronées.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
Alors quelle est la taille du noyau ?
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Si vous ouvriez la myrtille
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
et recherchiez le noyau,
vous savez quoi ? Il serait invisible.
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
Il serait trop petit pour qu'on le voit !
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
Ok. Agrandissons l'atome - la myrtille -
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
à la taille d'une maison.
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
Imaginez alors une balle haute comme une maison
de deux étages.
de deux étages.
Cherchons le noyau au centre de cet atome.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
Vous savez quoi ? Il serait à peine visible.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Alors pour bien comprendre la taille du noyau,
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
nous devons agrandir la myrtille à la taille d'un stade de football.
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
Imaginez alors une balle de la taille d'un stade,
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
et juste au centre de cet atome,
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
vous trouveriez le noyau et vous pourriez le voir!
Et il serait de la taille d'une petite bille.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
Et ce n'est pas tout, si je ne vous ai pas assommé.
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Considérons l'atome encore. Il contient des protons,
des neutrons et des électrons.
des neutrons et des électrons.
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
Les protons et les neutrons se trouvent à l'intérieur du noyau,
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
et contiennent presque toute la masse de l'atome.
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
A la périphérie se trouvent les électrons.
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
Alors si un atome est comme une balle de la taille
d'un stade de football,
d'un stade de football,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
avec le noyau au centre et les électrons aux bords,
qu'y a-t-il entre le noyau et les électrons ?
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
Étonnamment, la réponse est du vide.
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
(Bruit de vent)
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
Correct. Vide !
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
Entre le noyau et les électrons, il y a un grand vide.
Techniquement, il y a en fait un champ électromagnétique,
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
mais en terme de matière, c'est vide.
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
Souvenez-vous que ce grand vide
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
est à l'intérieur due la myrtille, qui est à l'intérieur de la Terre,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
qui est en fait les atomes dans le pamplemousse.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
Bon, encore une chose , comme si ça pouvait être
encore plus étrange.
encore plus étrange.
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
Puisque virtuellement toute masse d'un atome est dans le noyau -
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
il y a de la masse dans les électrons,
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
mais la majorité est dans le noyau -
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
quelle est la densité du noyau ?
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
Et bien la réponse est dingue.
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
La densité d'un noyau typique
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
est de 40 puissance 17 kilos par mètre cube.
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
Mais c'est difficile à imaginer. Transposons en unités de mesure..
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
2,5 x 10 puissance 16 livres par pied cube
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
300 puissance 16 grammes par mètre cube.
Bon, toujours difficile à visualiser.
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
Voici ce que je veux que vous fassiez.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
Faites une boîte de 30 cm par 30 cm par 30 cm.
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
Prenons maintenant tous les noyaux
d'une automobile standard.
d'une automobile standard.
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
Les voitures standard pèsent 2 tonnes en moyenne.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
Combien de noyaux d'automobiles devrions-nous
mettre dans la boîte
mettre dans la boîte
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
pour que la boîte ait la même densité que le noyau?
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
Une voiture ? Deux ? Pourquoi pas 100 ?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
04:24
How about 100?
86
251424
1000
Non, non et encore non!
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
La réponse est beaucoup plus grosse.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
6,2 milliards de voitures !
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
C'est environ le nombre d'habitants sur notre planète.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
Alors si tout le monde sur Terre possédait une voiture -
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
et ce n'est pas le cas -
04:39
and they don't --
92
266578
1331
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
et qu'on mette toutes ces voitures dans votre boîte,
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
elle aurait environ la densité d'un noyau.
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
Ce que je dis c'est que si on prenait toutes les voitures
du monde et qu'on les mettait dans la boîte de 30 cm,
du monde et qu'on les mettait dans la boîte de 30 cm,
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
on aurait la densité d'un noyau.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
Bon, reprenons de puis le début.
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
L'atome est vraiment, vraiment, vraiment petit.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
04:59
really, really small.
101
286920
2298
Pensez aux atomes dans un pamplemousse
comme à des myrtilles sur la Terre.
comme à des myrtilles sur la Terre.
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
Le noyau est extrêmement petit.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
Regardez à l'intérieur de la myrtille et agrandissez-la à la taille d'un stade de football,
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
et maintenant le noyau est une bille au centre.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
L'atome est fait de grands espaces vides.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
C'est étrange.
05:20
That's weird.
108
307608
1000
Le noyau a une densité super-élevée.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
Mettez toutes ces voitures dans la boîte de 30x30 cm.
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Je crois que je suis exténué.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
(Baîllement)
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