ABOUT THE SPEAKER
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.

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?" >>

More profile about the speaker
Jon Bergmann | Speaker | TED.com
TED-Ed

Jon Bergmann: Just how small is an atom?

Filmed:
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.
- 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

Double-click the English transcript below to play the video.

00:26
You probably多分 already既に know
0
13809
1200
ご存知かもしれませんが
00:28
everything is made up
of little tiny小さな things calledと呼ばれる atoms原子
1
15033
2690
あらゆる物質は
原子という微小なもので構成されています
00:30
or even that each atom原子
is made up of even smaller小さい particles粒子
2
17747
2961
また それぞれの原子は 陽子 中性子 電子という
00:33
calledと呼ばれる protons陽子, neutrons中性子 and electrons電子.
3
20732
2122
更に小さな粒子で構成されています
00:35
And you've probably多分 heard聞いた
that atoms原子 are small小さい.
4
22878
2287
原子はとても小さいです
00:38
But I betベット you haven't持っていない ever thought
about how small小さい atoms原子 really are.
5
25189
4160
しかしきっと 原子がどのくらい小さいかを
考えたことは無いでしょう
00:42
Well, the answer回答 is
that they are really, really small小さい.
6
29373
3716
答えを言うと とても とても 小さいです
00:46
So you ask尋ねる, just how small小さい are atoms原子?
7
33908
3039
原子はどのくらい小さいかって?
00:49
To understandわかる this,
let's ask尋ねる this question質問:
8
36971
3073
理解するために こんな質問をしてみましょう
00:53
How manyたくさんの atoms原子 are in a grapefruitグレープフルーツ?
9
40068
1908
グレープフルーツ1個には何個の原子が含まれるでしょう?
00:55
Well, let's assume想定する that the grapefruitグレープフルーツ
is made up of only nitrogen窒素 atoms原子,
10
42721
3429
そのグレープフルーツは窒素原子のみから成ると仮定します
00:59
whichどの isn't at all true真実, but there
are nitrogen窒素 atoms原子 in a grapefruitグレープフルーツ.
11
46174
3658
全くそんなことはありませんが
しかしグレープフルーツには窒素原子が含まれています
01:02
To help you visualize視覚化する this,
let's blowブロー up each of the atoms原子
12
49856
3031
視覚化のために それぞれの原子を
01:05
to the sizeサイズ of a blueberryブルーベリー.
13
52911
1813
ブルーベリーの大きさまで拡大してみましょう
01:07
And then how big大きい
would the grapefruitグレープフルーツ have to be?
14
54748
3148
するとグレープフルーツはどのくらいの
大きさになるでしょう?
01:10
It would have to be the same同じ sizeサイズ of
-- well, actually実際に, the Earth地球.
15
57920
4029
実のところ ほぼ地球と同じサイズにまでなるのです
01:14
That's crazy狂った!
16
61973
1016
そんなバカな!
01:16
You mean to say that if I filled満たされた
the Earth地球 with blueberriesブルーベリー,
17
63013
2821
地球がブルーベリーで一杯だったら
01:18
I would have the same同じ number
of nitrogen窒素 atoms原子 as a grapefruitグレープフルーツ?
18
65858
2977
同じ数の窒素原子もグレープフルーツに
あるはずだと言いたいんでしょう?
01:21
That's right!
19
68859
1000
その通り!
01:23
So how big大きい is the atom原子?
20
70258
1533
では原子はどのくらいの大きさでしょう?
01:25
Well, it's really, really small小さい!
21
72761
1741
原子はとても とても とても とても小さいです
01:28
And you know what?
It gets取得 even more crazy狂った.
22
75541
2435
て知っそしていますか?
話はより一層バカげてくるのです
01:31
Let's now look inside内部 of each atom原子
-- and thusしたがって the blueberryブルーベリー, right? --
23
78000
3773
各原子 つまりブルーベリーの中を覗いてみましょう
01:34
What do you see there?
24
81797
1113
何が見えますか?
01:35
In the centerセンター of the atom原子
is something calledと呼ばれる the nucleus,
25
82934
2721
原子の中心には核と呼ばれるものがあり
01:38
whichどの contains含まれる protons陽子 and neutrons中性子,
26
85679
1727
陽子と中性子で構成されています
01:40
and on the outside外側, you'dあなたは see electrons電子.
27
87430
2061
そして外側には電子が見えます
01:42
So how big大きい is the nucleus?
28
89515
1461
では核はどのくらいの大きさでしょう?
01:44
If atoms原子 are like blueberriesブルーベリー
in the Earth地球,
29
91381
2135
原子が地球上でのブルーベリーなら
01:46
how big大きい would the nucleus be?
30
93540
1777
原子核はどのくらいの大きさでしょう?
01:48
You mightかもしれない remember思い出す the old古い picturesピクチャー
of the atom原子 from science科学 classクラス,
31
95341
3217
昔理科の授業で見た原子の写真に
01:51
where you saw this tiny小さな dotドット on the pageページ
with an arrowarrow pointingポインティング to the nucleus.
32
98582
3763
小さな点が原子核を指す矢印とともに描かれているのを
思い浮かべていることでしょう
01:55
Well, those picturesピクチャー,
they're not drawn描かれた to scale規模,
33
102369
2395
それらの図は縮尺を正確に表していないので
01:57
so they're kind種類 of wrong違う.
34
104788
1615
ある意味で不正確です
01:59
So how big大きい is the nucleus?
35
106427
1556
では原子核はどのくらいの大きさでしょう?
02:01
So if you poppedポップされた open開いた the blueberryブルーベリー
and were searching検索 for the nucleus ...
36
108007
3969
ブルーベリーの中身を取り出し
原子核を探してみても
02:06
You know what? It would be invisible目に見えない.
37
113236
2246
見ることはできません
02:08
It's too small小さい to see!
38
115506
1642
肉眼で見るには小さすぎるのです
02:10
OK. Let's blowブロー up the atom原子 --
the blueberryブルーベリー --
39
117944
2776
では原子 ここではブルーベリーを
02:13
to the sizeサイズ of a house.
40
120744
1232
家の大きさまで拡大してみましょう
02:15
So imagine想像する a ball that is as tall背の高い
as a two-story二階建て house.
41
122000
3738
2階建ての家と同じくらいの高さのボールを
想像してみてください
02:18
Let's look for the nucleus
in the centerセンター of the atom原子.
42
125762
2477
原子の中で核を探してみましょう
02:21
And do you know what?
It would just barelyかろうじて be visible目に見える.
43
128263
3295
それでも核はほとんど見えません
02:25
So to get our minds wrapped包まれた
around how big大きい the nucleus is,
44
132141
2821
原子核がどのくらいの大きさかを理解するためには
02:27
we need to blowブロー up the blueberryブルーベリー,
up to the sizeサイズ of a footballフットボール stadiumスタジアム.
45
134986
3990
ブルーベリーをフットボール競技場のサイズにまで
拡大しなければなりません
02:32
So imagine想像する a ball the sizeサイズ
of a footballフットボール stadiumスタジアム,
46
139000
2976
フットボール競技場の大きさの
ボールを思い浮かべてください
02:35
and right smackスマック dab軽打
in the centerセンター of the atom原子,
47
142000
2976
ちょうど原子の真ん中で
02:38
you would find the nucleus,
and you could see it!
48
145000
2334
原子核が見つかるでしょう ようやく見えたのです!
02:41
And it would be the sizeサイズ
of a small小さい marble大理石.
49
148278
2624
それでも小さなビー玉程度の大きさでしかありません
02:45
And there's more, if I haven't持っていない
blown吹かれた your mindマインド by now.
50
152121
2556
これまでに心が折れていないなら まだ話が続きます
02:47
Let's consider検討する the atom原子 some more.
51
154701
1620
原子についてもうちょっと考えてみましょう
02:49
It contains含まれる protons陽子,
neutrons中性子 and electrons電子.
52
156345
2197
原子は陽子、中性子、電子を持ちます
02:51
The protons陽子 and neutrons中性子
liveライブ inside内部 of the nucleus,
53
158566
2429
陽子と中性子は原子核内に存在し
02:54
and contain含む almostほぼ
all of the mass質量 of the atom原子.
54
161019
2191
原子の質量のほぼ全てを持ちます
02:56
Way on the edgeエッジ are the electrons電子.
55
163234
1742
端にあるのが電子です
02:58
So if an atom原子 is like a ball
the sizeサイズ of a footballフットボール stadiumスタジアム,
56
165000
2976
原子がフットボール競技場の中での
ボールのようなもので
03:01
with the nucleus in the centerセンター,
and the electrons電子 on the edgeエッジ,
57
168000
2905
核が中心に 電子が端にあるとしたら
03:03
what is in betweenの間に the nucleus
and the electrons電子?
58
170929
2286
核と電子の間には何があるのでしょう?
03:07
Surprisingly意外にも, the answer回答 is empty空の spaceスペース.
59
174104
3007
驚くことに 答えは
空っぽの空間です
03:10
(Wind noiseノイズ)
60
177987
2570
(風の音)
03:13
That's right. Empty空の!
61
180581
1395
その通り 空っぽです!
03:15
Betweenの間に the nucleus and the electrons電子,
there are vast広大 regions地域 of empty空の spaceスペース.
62
182000
4305
核と電子の間にはとても広い
空っぽの空間が存在します
03:19
Now, technically技術的に there are
some electromagnetic電磁 fieldsフィールド,
63
186329
2572
厳密には電磁場がありますが
03:21
but in terms条項 of stuffもの,
matter問題, it is empty空の.
64
188925
2911
物質という点で見ると空っぽです
03:24
Remember忘れない this vast広大 region領域 of empty空の spaceスペース
is inside内部 the blueberryブルーベリー,
65
191860
3523
気をつけなければいけないのは この広い空っぽの空間は
03:28
whichどの is inside内部 the Earth地球,
66
195407
1895
ブルーベリーの内部であり 地球の内部であること
03:30
whichどの really are the atoms原子
in the grapefruitグレープフルーツ.
67
197326
2185
つまり実際にはグレープフルーツ内の原子だということです
03:32
OK, one more thing,
if I can even get more bizarre奇妙な.
68
199535
3441
ではもう1つ 更におかしなことを
03:36
Since以来 virtually事実上 all the mass質量
of an atom原子 is in the nucleus --
69
203769
3586
原子の全質量は事実上核内に存在しているので
03:40
now, there is some amount
of mass質量 in the electrons電子,
70
207379
2649
— 電子も微量ながら質量を持ちますが
03:43
but most最も of it is in the nucleus --
71
210052
2021
ほとんどの質量は核内にあります —
03:45
how dense高密度 is the nucleus?
72
212097
1772
核の密度はどれほどでしょう?
03:46
Well, the answer回答 is crazy狂った.
73
213893
1919
答えはとんでもないものです
03:48
The density密度 of a typical典型的な nucleus
74
215836
1890
標準的な核の密度は
03:50
is four4つの times 10 to the 17thth
kilogramsキログラム per〜ごと meterメートル cubed立方体.
75
217750
3226
4 ×10^17 kg/m^3 です
03:54
But that's hardハード to visualize視覚化する.
OK, I'll put it in English英語 units単位.
76
221615
3329
しかし想像するのは困難です
じゃあ英国単位に換算してみましょう
03:57
2.5 times 10 to the 16thth poundsポンド
per〜ごと cubicキュービック feetフィート.
77
224968
4008
2.5 × 10^16
ポンド毎立方フィート です
04:02
OK, that's still kind種類 of hardハード to figure数字.
78
229864
1905
これでもまだ分かりにくいですよね
04:04
OK, here'sここにいる what I want you to do.
79
231793
2101
では こうしてみてください
04:06
Make a boxボックス that is one foot
by one foot by one foot.
80
233918
3524
一辺が30センチの立方体をつくってください
04:10
Now let's go and grabつかむ
all of the nuclei from a typical典型的な car.
81
237466
3687
次に一般的な車から核を全て取ってみましょう
04:14
Now, cars on average平均 weigh体重を計る two tonsトン.
82
241177
2334
車は平均して2トンです
04:16
How manyたくさんの cars' nuclei would you
have to put into the boxボックス
83
243535
3536
30センチ四方の箱を原子核と同じ密度にするには
04:20
to have your one-foot-box1 足 box have
the same同じ density密度 of the nucleus?
84
247095
2953
何台の車の核を箱に詰めなければならないでしょう?
04:23
Is it one car? Two?
85
250072
1328
1台?2台?
04:24
How about 100?
86
251424
1000
100台ではどう?
04:26
Nopeいいえ, nopeいいえ and nopeいいえ.
87
253025
2123
ダメ ダメ 全然ダメ
04:28
The answer回答 is much biggerより大きい.
88
255825
1239
答えはずっと大きくて
04:30
It is 6.2 billion.
89
257702
2795
62億台です
04:34
That is almostほぼ equal等しい to the number
of people in the Earth地球.
90
261303
2893
地球上の人類の数にほぼ匹敵します
04:37
So if everyoneみんな in the Earth地球
owned所有している their彼らの own自分の car --
91
264220
2334
地球上の人類全てが車を持っており
04:39
and they don't --
92
266578
1331
— 実際にはそんなことは無いのですが —
04:40
(Cars honkingホーキング)
93
267933
1215
(ブー ブー)
04:42
and we put all of those
cars into your boxボックス ...
94
269172
2200
全ての車を箱に詰めたとしたら
04:46
That would be about
the density密度 of a nucleus.
95
273148
2486
それが原子核の密度です
04:49
So I'm saying言って that if you took取った
everyすべて car in the world世界
96
276909
2544
世界中の全ての車を
04:52
and put it into your one-foot1 フィート boxボックス,
97
279477
2331
30cmの箱に詰めたら
04:54
you would have the density密度 of one nucleus.
98
281832
2144
原子核の密度が得られるのです
04:57
OK, let's reviewレビュー.
99
284000
1212
おさらいしましょう
04:58
The atom原子 is really,
100
285236
1660
原子はとても とても とても
04:59
really, really small小さい.
101
286920
2298
小さいのです
05:02
Think atoms原子 in a grapefruitグレープフルーツ
like blueberriesブルーベリー in the Earth地球.
102
289242
3366
グレープフルーツ内に存在する原子は
地球上に存在するブルーベリーのようなものです
05:06
The nucleus is crazy狂った small小さい.
103
293396
2628
原子核は信じられない程小さいです
05:09
Now look inside内部 the blueberryブルーベリー,
104
296048
1669
ブルーベリー内部を観察してみましょう
05:10
and blowブロー it up to the sizeサイズ
of a footballフットボール stadiumスタジアム,
105
297741
2415
フットボールスタジアム大にまで拡大してみると
05:13
and now the nucleus
is a marble大理石 in the middle中間.
106
300180
2143
原子核は中心に存在するビー玉程度です
05:16
The atom原子 is made up
of vast広大 regions地域 of empty空の spaceスペース.
107
303417
3580
原子は広い空っぽの空間で構成されています
05:20
That's weird奇妙な.
108
307608
1000
奇妙ですね
05:21
The nucleus has a crazy-highクレイジー高 density密度.
109
308632
2220
核はありえないほど高い密度を持っています
05:23
Think of puttingパッティング all those cars
in your one-foot1 フィート boxボックス.
110
310876
2477
全ての車を30cmの箱に詰め込んだ様子を想像してください
05:27
I think I'm tired疲れた.
111
314821
1308
疲れたなぁ
Translated by Tomoshige Ohno
Reviewed by Masaki Yanagishita

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