TED-Ed
Jon Bergmann: Just how small is an atom?
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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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00:26
You probably already know
0
13809
1200
Probabilmente sapete già che tutto è costituito da
00:28
everything is made up
of little tiny things called atoms
of little tiny things called atoms
1
15033
2690
piccolissime cose chiamate atomi.
00:30
or even that each atom
is made up of even smaller particles
is made up of even smaller particles
2
17747
2961
E forse sapete anche che ogni atomo è costituito da particelle ancora più piccole
00:33
called protons, neutrons and electrons.
3
20732
2122
chiamate protoni, neutroni ed elettroni.
00:35
And you've probably heard
that atoms are small.
that atoms are small.
4
22878
2287
E probabilmente avete sentito dire che gli atomi sono piccoli.
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
Ma scommetto che non avete mai pensato a quanto sono piccoli in realtà.
00:42
Well, the answer is
that they are really, really small.
that they are really, really small.
6
29373
3716
La risposta è che sono veramente, ma veramente veramente piccoli.
00:46
So you ask, just how small are atoms?
7
33908
3039
Allora, vi chiederete, ma quanto sono piccoli gli atomi?
00:49
To understand this,
let's ask this question:
let's ask this question:
8
36971
3073
Per capirlo, facciamoci una domanda:
00:53
How many atoms are in a grapefruit?
9
40068
1908
quanti atomi ci sono in un pompelmo?
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
Bene, immaginiamo che il pompelmo sia fatto di soli atomi di Azoto,
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
cosa che non è vera, ma nel pompelmo ci sono degli atomi di azoto.
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
Per aiutarvi a visualizzare, gonfiamo ciascun atomo fino alle dimensioni di un mirtillo.
01:05
to the size of a blueberry.
13
52911
1813
01:07
And then how big
would the grapefruit have to be?
would the grapefruit have to be?
14
54748
3148
Allora quanto diventerebbe grande il pompelmo?
01:10
It would have to be the same size of
-- well, actually, the Earth.
-- well, actually, the Earth.
15
57920
4029
Prenderebbe la stessa dimensione, beh, ecco... della terra.
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
Pazzesco! Vuol dire che se riempissi la terra di mirtilli
01:18
I would have the same number
of nitrogen atoms as a grapefruit?
of nitrogen atoms as a grapefruit?
18
65858
2977
avrei lo stesso numero di atomi di azoto in un pompelmo?
01:21
That's right!
19
68859
1000
Proprio così! Quindi, quanto è grande l'atomo?
01:23
So how big is the atom?
20
70258
1533
Beh, è veramente, ma veramente, veramente piccolo.
01:25
Well, it's really, really small!
21
72761
1741
E sapete una cosa?
01:28
And you know what?
It gets even more crazy.
It gets even more crazy.
22
75541
2435
Diventa ancora più pazzesco.
01:31
Let's now look inside of each atom
-- and thus the blueberry, right? --
-- and thus the blueberry, right? --
23
78000
3773
Guardiamo adesso dentro ad ogni atomo -- quindi il mirtillo, giusto?
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
Cosa vedete qui?
01:35
In the center of the atom
is something called the nucleus,
is something called the nucleus,
25
82934
2721
Nel centro dell'atomo si trova una cosa chiamata nucleo,
01:38
which contains protons and neutrons,
26
85679
1727
che contiene protoni e neutroni,
01:40
and on the outside, you'd see electrons.
27
87430
2061
e sull'esterno si vedono gli elettroni.
01:42
So how big is the nucleus?
28
89515
1461
Quindi quanto è grande il nucleo?
01:44
If atoms are like blueberries
in the Earth,
in the Earth,
29
91381
2135
Se gli atomi fossero mirtilli nella Terra, il nucleo quanto sarebbe grande?
01:46
how big would the nucleus be?
30
93540
1777
Forse ricordate i disegni dell'atomo nel libro di scienze
01:48
You might remember the old pictures
of the atom from science class,
of the atom from science class,
31
95341
3217
in cui si vedeva un puntino con una freccia ad indicare il nucleo.
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
Ecco, quei disegni non sono in scala,
01:55
Well, those pictures,
they're not drawn to scale,
they're not drawn to scale,
33
102369
2395
quindi sono un po' sbagliati.
01:57
so they're kind of wrong.
34
104788
1615
01:59
So how big is the nucleus?
35
106427
1556
Allora quanto è grande il nucleo?
02:01
So if you popped open the blueberry
and were searching for the nucleus ...
and were searching for the nucleus ...
36
108007
3969
Se provaste ad aprire il mirtillo, cercando il nucleo,
esso sarebbe invisibile,
02:06
You know what? It would be invisible.
37
113236
2246
02:08
It's too small to see!
38
115506
1642
troppo piccolo per poterlo vedere!
02:10
OK. Let's blow up the atom --
the blueberry --
the blueberry --
39
117944
2776
OK. Gonfiamo l'atomo -- il mirtillo --
fino alla grandezza di una casa.
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
Immaginate una palla alta come una casa di due piani.
02:18
Let's look for the nucleus
in the center of the atom.
in the center of the atom.
42
125762
2477
Andiamo a cercare il nucleo nel centro dell'atomo.
02:21
And do you know what?
It would just barely be visible.
It would just barely be visible.
43
128263
3295
Sapete, sarebbe a malapena visibile
02:25
So to get our minds wrapped
around how big the nucleus is,
around how big the nucleus is,
44
132141
2821
Quindi per capire bene quanto è grande il nucleo,
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
dobbiamo gonfiare il mirtillo come uno stadio di calcio.
02:32
So imagine a ball the size
of a football stadium,
of a football stadium,
46
139000
2976
Immaginate una palla delle dimensioni di uno stadio,
02:35
and right smack dab
in the center of the atom,
in the center of the atom,
47
142000
2976
tuffandoci dritti al centro, il nucleo si potrebbe vedere!
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
and you could see it!
48
145000
2334
Sarebbe grande come una biglia di vetro.
02:41
And it would be the size
of a small marble.
of a small marble.
49
148278
2624
02:45
And there's more, if I haven't
blown your mind by now.
blown your mind by now.
50
152121
2556
Se non siete andati già fuori di testa, c'è dell'altro.
02:47
Let's consider the atom some more.
51
154701
1620
Consideriamo meglio l'atomo. Contiene protoni, neutroni ed elettroni.
02:49
It contains protons,
neutrons and electrons.
neutrons and electrons.
52
156345
2197
02:51
The protons and neutrons
live inside of the nucleus,
live inside of the nucleus,
53
158566
2429
Protoni e neutroni vivono dentro il nucleo,
02:54
and contain almost
all of the mass of the atom.
all of the mass of the atom.
54
161019
2191
e contengono quasi tutta la massa dell'atomo.
Sul bordo esterno ci sono gli elettroni.
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
Allora, se un atomo è come una palla grande come uno stadio,
03:01
with the nucleus in the center,
and the electrons on the edge,
and the electrons on the edge,
57
168000
2905
con il nucleo al centro e gli elettroni sull'esterno,
cosa c'è in mezzo tra il nucleo e gli elettroni?
03:03
what is in between the nucleus
and the electrons?
and the electrons?
58
170929
2286
03:07
Surprisingly, the answer is empty space.
59
174104
3007
Sorpresa... la risposta è: spazio vuoto.
03:10
(Wind noise)
60
177987
2570
03:13
That's right. Empty!
61
180581
1395
Si, proprio vuoto!
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
Tra nucleo ed elettroni ci sono vaste regioni di spazio vuoto.
03:19
Now, technically there are
some electromagnetic fields,
some electromagnetic fields,
63
186329
2572
Tecnicamente, ci sono dei campi elettromagnetici
03:21
but in terms of stuff,
matter, it is empty.
matter, it is empty.
64
188925
2911
ma in termini di materia, di materiale, è vuoto.
03:24
Remember this vast region of empty space
is inside the blueberry,
is inside the blueberry,
65
191860
3523
Ricordate che questa vasta regione di spazio vuoto
è dentro il mirtillo, che è dentro la terra,
03:28
which is inside the Earth,
66
195407
1895
che in realtà sono gli atomi nel pompelmo.
03:30
which really are the atoms
in the grapefruit.
in the grapefruit.
67
197326
2185
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre.
if I can even get more bizarre.
68
199535
3441
OK, ancora una cosa, ancora più bizzarra.
03:36
Since virtually all the mass
of an atom is in the nucleus --
of an atom is in the nucleus --
69
203769
3586
Siccome quasi tutta la massa dell'atomo è nel nucleo --
03:40
now, there is some amount
of mass in the electrons,
of mass in the electrons,
70
207379
2649
c'è un po' di massa anche negli elettroni,
03:43
but most of it is in the nucleus --
71
210052
2021
ma la maggior parte è nel nucleo --
03:45
how dense is the nucleus?
72
212097
1772
quanto è denso il nucleo?
03:46
Well, the answer is crazy.
73
213893
1919
La risposta è pazzesca.
03:48
The density of a typical nucleus
74
215836
1890
La densità di un tipico nucleo
03:50
is four times 10 to the 17th
kilograms per meter cubed.
kilograms per meter cubed.
75
217750
3226
è quattro volte 10 alla 17esima kilogrammi per metro cubo.
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
Ma è difficile da visualizzare. In unità di misura inglesi.
2,5 per 10 alla 16esima libbre per piede cubo.
03:57
2.5 times 10 to the 16th pounds
per cubic feet.
per cubic feet.
77
224968
4008
04:02
OK, that's still kind of hard to figure.
78
229864
1905
OK, è ancora più difficile da immaginare.
04:04
OK, here's what I want you to do.
79
231793
2101
OK, facciamo così:
04:06
Make a box that is one foot
by one foot by one foot.
by one foot by one foot.
80
233918
3524
Facciamo una scatola di 30 centimetri per 30 per 30.
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
Adesso andiamo a prendere tutti i nuclei di una automobile.
04:14
Now, cars on average weigh two tons.
82
241177
2334
Le automobili pesano in media 2 tonnellate.
04:16
How many cars' nuclei would you
have to put into the box
have to put into the box
83
243535
3536
Quanti nuclei dell'automobile dovrei mettere nella scatola
04:20
to have your one-foot-box have
the same density of the nucleus?
the same density of the nucleus?
84
247095
2953
per avere la scatola 30x30 alla stessa densità del nucleo?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
Un'auto? Due? Forse cento?
04:24
How about 100?
86
251424
1000
04:26
Nope, nope and nope.
87
253025
2123
No, no e no.
04:28
The answer is much bigger.
88
255825
1239
La risposta è molto più grande.
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
È 6,2 miliardi.
04:34
That is almost equal to the number
of people in the Earth.
of people in the Earth.
90
261303
2893
È circa uguale al numero di persone sulla terra.
04:37
So if everyone in the Earth
owned their own car --
owned their own car --
91
264220
2334
Dunque, se ciascuno sulla terra avesse la propria auto
04:39
and they don't --
92
266578
1331
-- e non è così --
04:40
(Cars honking)
93
267933
1215
04:42
and we put all of those
cars into your box ...
cars into your box ...
94
269172
2200
e mettessimo tutte quelle auto nella vostra scatola,
04:46
That would be about
the density of a nucleus.
the density of a nucleus.
95
273148
2486
quella sarebbe circa la densità di un nucleo.
04:49
So I'm saying that if you took
every car in the world
every car in the world
96
276909
2544
Sto dicendo che se prendeste tutte le auto del mondo
e le metteste nella vostra scatola di 30x30 cm,
04:52
and put it into your one-foot box,
97
279477
2331
avreste la densità di un nucleo.
04:54
you would have the density of one nucleus.
98
281832
2144
04:57
OK, let's review.
99
284000
1212
OK, rivediamo.
04:58
The atom is really,
100
285236
1660
L'atomo è veramente, veramente, veramente piccolo.
04:59
really, really small.
101
286920
2298
05:02
Think atoms in a grapefruit
like blueberries in the Earth.
like blueberries in the Earth.
102
289242
3366
Pensate agli atomi in un pompelmo come a mirtilli nella Terra.
Il nucleo è pazzescamente piccolo.
05:06
The nucleus is crazy small.
103
293396
2628
05:09
Now look inside the blueberry,
104
296048
1669
Guardate dentro il mirtillo, se fosse grande come uno stadio
05:10
and blow it up to the size
of a football stadium,
of a football stadium,
105
297741
2415
il nucleo sarebbe una biglia nel centro.
05:13
and now the nucleus
is a marble in the middle.
is a marble in the middle.
106
300180
2143
L'atomo è fatto di vaste regioni di spazio vuoto.
05:16
The atom is made up
of vast regions of empty space.
of vast regions of empty space.
107
303417
3580
05:20
That's weird.
108
307608
1000
Il nucleo ha una densità pazzesca.
05:21
The nucleus has a crazy-high density.
109
308632
2220
05:23
Think of putting all those cars
in your one-foot box.
in your one-foot box.
110
310876
2477
Pensate, mettere tutte quelle auto nella scatola 30x30.
05:27
I think I'm tired.
111
314821
1308
Mi sento stanco.
(Sbadiglio)
Translated by Anna Cristiana Minoli
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