À quel point l'atome est-il petit ?

À quel point l'atome est-il petit ? Et qu'y a-t-il à l'intérieur La réponse est surprenante, même pour ceux qui croient connaître la réponse. Cette vidéo d'animation endiablée a recours à des métaphores spectaculaires (imaginez une myrtille de la taille d'un stade de football! ) pour mieux visualiser les composantes de notre univers.

Leçon par Jonathan Bergmann, animation par Cognitive Media.

(Musique)

Vous savez probablement déjà que tout est fait

de minuscules choses appelées atomes.

Vous savez peut-être même que chaque atome
est fait de particules plus petites encore,

appelées protons, neutrons et électrons.

Et vous avez probablement entendu dire
que les atomes sont petits.

Mais je parie que vous n'avez jamais pensé
à quel point ils sont petits.

Et bien, la réponse est qu'ils sont vraiment,
vraiment, vraiment petits.

Alors vous vous demandez, à quel point sont-ils petits?

Pour bien comprendre ceci, posons cette question :

Combien d'atomes y a-t-il dans un pamplemousse?

Et bien, supposons que ce pamplemousse
est seulement fait d'atomes d'azote,

ce qui n'est pas vrai mais il y a des atomes d'azote dans les pamplemousses.

Et bien, pour vous aider à le visualiser, agrandissons
ces atomes

à la taille d'une myrtille.

Et alors, quelle taille le pamplemousse devrait-il avoir ?

Il devrait être aussi gros que -- en fait, aussi gros que la Terre.

C'est fou ! Vous voulez dire que si je remplis
la Terre de myrtilles,

j'aurais le même nombre d'atomes d'azote
que dans un pamplemousse ?

Exact ! Alors quelle est la taille de l'atome ?

Et bien, il est vraiment, vraiment, vraiment petit.

Et vous savez quoi ?

Plus fou encore.

Regardons maintenant à l'intérieur de chaque atome - et donc de la myrtille --

Qu'y voyez-vous ?

Au centre de l'atome, il y a quelque chose appelé le noyau,

qui contient des protons et neutrons,

et à l'extérieur vous verriez des électrons.

Alors quelle est la taille du noyau ?

Et bien, si les atomes sont comme des myrtilles,
quelle serait la taille du noyau ?

Vous vous souvenez peut-être d'illustrations
de vos cours de sciences,

où vous voyiez un petit point sur la page
avec une flèche pointant vers le noyau.

Et bien, ces images ne sont pas dessinées à l'échelle,

elles sont erronées.

Alors quelle est la taille du noyau ?

Si vous ouvriez la myrtille

et recherchiez le noyau,

vous savez quoi ? Il serait invisible.

Il serait trop petit pour qu'on le voit !

Ok. Agrandissons l'atome - la myrtille -

à la taille d'une maison.

Imaginez alors une balle haute comme une maison
de deux étages.

Cherchons le noyau au centre de cet atome.

Vous savez quoi ? Il serait à peine visible.

Alors pour bien comprendre la taille du noyau,

nous devons agrandir la myrtille à la taille d'un stade de football.

Imaginez alors une balle de la taille d'un stade,

et juste au centre de cet atome,

vous trouveriez le noyau et vous pourriez le voir!

Et il serait de la taille d'une petite bille.

Et ce n'est pas tout, si je ne vous ai pas assommé.

Considérons l'atome encore. Il contient des protons,
des neutrons et des électrons.

Les protons et les neutrons se trouvent à l'intérieur du noyau,

et contiennent presque toute la masse de l'atome.

A la périphérie se trouvent les électrons.

Alors si un atome est comme une balle de la taille
d'un stade de football,

avec le noyau au centre et les électrons aux bords,

qu'y a-t-il entre le noyau et les électrons ?

Étonnamment, la réponse est du vide.

(Bruit de vent)

Correct. Vide !

Entre le noyau et les électrons, il y a un grand vide.

Techniquement, il y a en fait un champ électromagnétique,

mais en terme de matière, c'est vide.

Souvenez-vous que ce grand vide

est à l'intérieur due la myrtille, qui est à l'intérieur de la Terre,

qui est en fait les atomes dans le pamplemousse.

Bon, encore une chose , comme si ça pouvait être
encore plus étrange.

Puisque virtuellement toute masse d'un atome est dans le noyau -

il y a de la masse dans les électrons,

mais la majorité est dans le noyau -

quelle est la densité du noyau ?

Et bien la réponse est dingue.

La densité d'un noyau typique

est de 40 puissance 17 kilos par mètre cube.

Mais c'est difficile à imaginer. Transposons en unités de mesure..

2,5 x 10 puissance 16 livres par pied cube

300 puissance 16 grammes par mètre cube.

Bon, toujours difficile à visualiser.

Voici ce que je veux que vous fassiez.

Faites une boîte de 30 cm par 30 cm par 30 cm.

Prenons maintenant tous les noyaux
d'une automobile standard.

Les voitures standard pèsent 2 tonnes en moyenne.

Combien de noyaux d'automobiles devrions-nous
mettre dans la boîte

pour que la boîte ait la même densité que le noyau?

Une voiture ? Deux ? Pourquoi pas 100 ?

Non, non et encore non!

La réponse est beaucoup plus grosse.

6,2 milliards de voitures !

C'est environ le nombre d'habitants sur notre planète.

Alors si tout le monde sur Terre possédait une voiture -

et ce n'est pas le cas -

et qu'on mette toutes ces voitures dans votre boîte,

elle aurait environ la densité d'un noyau.

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,

on aurait la densité d'un noyau.

Bon, reprenons de puis le début.

L'atome est vraiment, vraiment, vraiment petit.

Pensez aux atomes dans un pamplemousse
comme à des myrtilles sur la Terre.

Le noyau est extrêmement petit.

Regardez à l'intérieur de la myrtille et agrandissez-la à la taille d'un stade de football,

et maintenant le noyau est une bille au centre.

L'atome est fait de grands espaces vides.

C'est étrange.

Le noyau a une densité super-élevée.

Mettez toutes ces voitures dans la boîte de 30x30 cm.

Je crois que je suis exténué.

(Baîllement)