Hvor lite er egentlig et atom?

Hvor lite er egentlig et atom? Og hva er inni dem? Svaret viser seg å være utrolig, selv for de som tror de vet. Denne kjappe animasjonen bruker oppsiktsvekkende metaforer (tenk deg et blåbær som er like stort som en fotballstadion) for å gi et overveldende inntrykk av byggeklossene som verden er bygd opp av.

Undervisning av Jonathan Bergmann, animasjon av Cognitive Media.

Du vet mest sannsynlig allerede
at alt er lagd av

bittesmå ting som vi kaller atomer.

Du vet kanskje allerede at hvert atom er
lagd av noen enda mindre partikler som kalles

protoner, nøytroner og elektroner.

Og du har sannsynligvis hørt
at atomer er små, men

du har neppe tenkt på
hvor små atomer faktisk er.

Svaret er at de er veldig, veldig, veldig små

så, du spør: "Hvor små er atomer?"

For å forstå dette, la oss spørre følgende:

Hvor mange atomer er det i en grapefrukt?

La oss ta utgangspunkt i at frukten
består utelukkende av nitrogenatomer

noe som ikke er tilfelle, men det er
nitrogenatomer i en grapefrukt.

For å hjelpe deg til å forestille deg dette,

la oss blåse opp atomet til blåbærstørrelse.

Hvor stor måtte grapefrukten være?
Den må være på størrelse med jordkloden.

Det er vanvittig. Man må altså si
at hvis du fyller jorda med blåbær

ville det bli samme antall som
nitrogenatomer i en grapefrukt?

Det er riktig. Så hvor stort er atomet?

Det er veldig, veldig, veldig lite.
Vet du hva? Det blir enda sprøere enn dette.

La oss se på innsiden av hvert atom.
Det er blåbæret, ikke sant?

Hva ser du der? I sentrum av atomet
er det noe som kalles kjernen

som inneholder protoner og nøytroner,
på utsiden ser du elektroner.

Så hvor stor er kjernen?
Hvis atomene er som blåbær på jordkloden

hvor stor ville kjernen vært?
Du husker kanskje de gamle bildene av

atomet fra naturfagboka, hvor du så
den lille dotten på siden med en pil

som pekte på kjernen?
De kjernene er ikke i riktig størrelse.

Så de er på en måte feil.
Så hvor stor er kjernen?

Hvis du åpner blåbæret og leter etter kjernen

vet du hva? Det vil være usynlig.
Det er for lite

til å kunne ses. La oss forstørre atomet,
altså blåbæret

til størrelsen av et hus. Se for deg en ball

som et to-etasjers hus. Let etter kjernen
i sentrum av atomet (blåbæret).

Vet du hva? Det vil bare være så vidt synlig.

For å forstå hvor stor kjernen er,
må vi forstørre

blåbæret til en fotballstadion.

En ball så stor som en fotballstadion.

Hopp i midten, og du vil finne kjernen.

Og du vil kunne se det. Det vil være stort som

en liten klinkekule. Og det er mer hvis
jeg ikke har sprengt kapasiteten din ennå.

La oss se litt nærmere på atomet.
Det inneholder protoner, nøytroner og elektroner.

Protonene og nøytronene lever inni kjernen og utgjør omtrent

hele massen til atomet. Helt ute på kanten er elektronene.

Så hvis et atom er som en ball på størrelse med en stadion

er elektronene på enden.
Hva er mellom kjernen og elektronene?

Overraskende nok er svaret: Tomrom

Tomrom

Riktig: Tomrom

Mellom kjernen og elektronene er det store områder med tomt rom.

Teknisk sett er det noen elektromagnetiske felt.

Men hva gjelder materiale, er det tomt?

Store områder av tomrom er inni blåbæret, som er inni jordkloden

som jo er atomene i grapefrukten. Ok!

En ting til, hvis jeg klarer å bli enda rarere.

Siden billedlig all massen (vekten) til et atom er inni kjernen.

Det er noe masse i elektronene, men for det meste i kjernen.

Hva er massetettheten til kjernen? Vel, svaret er sprøtt.

Tettheten til en typisk kjerne er: 4 x 10 i syttende

kg/kubikkmeter, men det er vanskelig å se for seg. Ok,

jeg skal stave det i engelsk målenhet

2,5 x 10 i 16 x pund per kubikkfot. Ok, det er

fortsatt vanskelig å forstå. Gjør følgende: En boks på størrelse

30x30x30 cm, og la oss få tak i alle kjernene til en typisk bil.

En bil veier omtrent 2 tonn. Hvor mange bilers kjerner ville du måtte putte i boksen for å ha:

Samme tetthet i boksen din som i en atomkjerne? Er det én bil? To biler?

Hva med ett hundre? Nei, nei og nei.

Svaret er mye større. Det er 6,2 milliarder.

Det er omtrent det samme som antall mennesker

på jorda. Så hvis hvert menneske på jorda hadde bil

og vi putter alle de bilene

i boksen din, så ville det være tettheten

til en atomkjerne.
Så jeg sier at hvis du tok alle

biler i hele verden og putter det i boksen din,
vil det ha tettheten

til én eneste atomkjerne.
La oss ta et lite sammendrag.

Atomet er virkelig, virkelig, virkelig lite. Tenk

atomer i en grapefrukt som blåbær i jordkloden.

Kjernen er VANVITTIG liten. Inni blåbæret

som blåses opp til størrelsen av
en fotballstadion, og inni er kjernen

en klinkekule i midten. Atomet er lagd av

store områder av tomrom. Det er rart.

Kjernen har en vanvittig høy massetetthet.
Tenk på alle de bilene i din lille eske.

Jeg tror jeg er trøtt.