原子究竟有多小?
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0:00 - 0:13(音樂)
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0:13 - 0:15你大概已經知道萬物皆是由
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0:15 - 0:17一種非常微小
稱之為原子的東西所組成 -
0:17 - 0:20你甚至可能知道原子還是由
更小的粒子所組成 -
0:20 - 0:22我們稱為質子、中子跟電子
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0:22 - 0:25且你大概都聽說過原子很小
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0:25 - 0:28但我猜你應該從未想過
原子究竟有多小 -
0:28 - 0:33嗯 答案是 非常 非常 非常小
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0:33 - 0:36因此 你會想知道 究竟原子有多小？
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0:36 - 0:39為了了解 先來研究這個問題
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0:39 - 0:42葡萄柚是由多少原子所組成？
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0:42 - 0:45嗯 假設葡萄柚是只由氮原子所組成
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0:45 - 0:49當然這不是事實
但確實葡萄柚裡有氮原子 -
0:49 - 0:52當然 為了幫助你們想像
我們將原子放大 -
0:52 - 0:54到像藍莓一般大
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0:54 - 0:57那此時 葡萄柚會變得多大呢?
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0:57 - 1:01葡萄柚會變得...會跟地球一樣大
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1:01 - 1:05非常不可思議吧...意思是
若把藍莓集合成地球一樣大 -
1:05 - 1:08就可以得知葡萄柚裡有多少氮原子
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1:08 - 1:11沒錯! 所以到底原子有多大?
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1:11 - 1:14原子是非常 非常 非常 非常小
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1:14 - 1:16而且你知道嘛?
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1:16 - 1:18更誇張的是
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1:18 - 1:21讓我們來看看每個原子之中
也就是藍莓 -
1:21 - 1:22你會看到些什麼?
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1:22 - 1:25在原子的中央
有個稱為原子核的東西 -
1:25 - 1:27裡面包含了質子跟中子
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1:27 - 1:29而在其外你會看到電子
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1:29 - 1:31原子核多大呢?
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1:31 - 1:34如果原子像藍莓一般大
原子核相對會多大? -
1:34 - 1:37你可能還記得在理化課上的
舊原子圖片吧 -
1:37 - 1:41你看到的頁面上
用箭頭指著的那個小點 -
1:41 - 1:44嗯 那些圖片 其實並非照比例而畫
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1:44 - 1:45因此是錯誤的
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1:45 - 1:47所以 原子核究竟多大呢?
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1:47 - 1:50如果你切開那個和原子一樣大的藍莓
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1:50 - 1:52然後尋找原子核
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1:52 - 1:55你知道 原子會是隱形的
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1:55 - 1:57因為它太小以至於你無法看到
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1:57 - 2:00因此 我們在將原子 也就是藍莓
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2:00 - 2:02放大到像房子一樣大
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2:02 - 2:05想像一下這個球跟
兩層樓的房子一樣高 -
2:05 - 2:08然後再來尋找在原子中央的原子核
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2:08 - 2:11你知道嗎? 原子核還是幾乎不可見
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2:11 - 2:14所以 為了知道到底原子核有多大
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2:14 - 2:19我們必須把原子從藍莓的大小
放大到美式足球場一樣 -
2:19 - 2:22然後想像一顆美式足球場般大的球
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2:22 - 2:25原子不偏不倚的中央一小點
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2:25 - 2:27你就會找到原子核
而且你可以看得到它 -
2:27 - 2:31它就和一個彈珠的大小一樣
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2:31 - 2:34不僅僅如此 如果我還沒讓你驚訝的話
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2:34 - 2:38我們來更詳盡的了解原子
它包含了質子 中子 跟電子 -
2:38 - 2:40質子跟中子是在原子核之內
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2:40 - 2:42且佔了原子大部分的重量
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2:42 - 2:45而其邊緣上則為電子
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2:45 - 2:48如果原子是一顆
跟美式足球場般大的球 -
2:48 - 2:50原子在中央 電子在邊緣
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2:50 - 2:53那在原子核跟電子之間是什麼呢?
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2:53 - 2:56相當令人驚訝地 答案是什麼都沒有
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2:56 - 2:59(風聲)
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2:59 - 3:02沒錯 什麼都沒有 空的
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3:02 - 3:05在原子核跟電子之間
有著相當廣大的空間 -
3:05 - 3:08嚴格來說 那裡存在著電磁場
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3:08 - 3:11但就本質而言 那裡是空的
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3:11 - 3:14記得這個一大片的空間
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3:14 - 3:16是位於跟和組成地球的
藍莓一樣大的原子之中 -
3:16 - 3:19組成地球的藍莓
就好比是葡萄柚裡的原子 -
3:19 - 3:23另外還有一件事 是更難以想像的
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3:23 - 3:26既然事實是原子的全部重量
是集中於原子核中 -
3:26 - 3:29嗯 當然電子當然還是
佔有一部分的重量 -
3:29 - 3:31但是大部分是集中於原子核上
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3:31 - 3:33那麼原子核的密度有多大呢?
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3:33 - 3:35答案是相當驚人的
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3:35 - 3:37一般而言原子核的密度是
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3:37 - 3:41每立方公尺重達4乘10的17次方公斤
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3:41 - 3:44但數字是難以想像的
讓我來用英制表示 -
3:44 - 3:47每立方英吋重達
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3:47 - 3:492.5乘10的16次方磅
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3:49 - 3:51當然 這仍然是難以理解的
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3:51 - 3:53不如我告訴你怎麼做
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3:53 - 3:56做一個各邊都是1英呎的盒子
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3:56 - 4:00然後集合相當於
一台普通車子的所有原子 -
4:00 - 4:03車子一般而言重約兩噸
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4:03 - 4:06要在盒子裡放入多少輛車子的原子
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4:06 - 4:09才能讓這每邊為1英呎盒子的
密度等同於原子核呢? -
4:09 - 4:12一輛 兩輛 還是100輛
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4:12 - 4:15以上皆非
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4:15 - 4:17答案是不只如此
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4:17 - 4:20是62億
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4:20 - 4:23那是相當於地球上的所有人口
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4:23 - 4:26假設地球上每個人都擁有一部車
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4:26 - 4:28當然並非如此
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4:28 - 4:31我們將所有的車子放到你的箱子裡
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4:31 - 4:35那就是原子核的密度
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4:35 - 4:40我的意思是 如果你將地球上
所有的車子放進每邊一英呎的盒子裡 -
4:40 - 4:43那就是一個原子核的密度
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4:43 - 4:45好了 讓我們來複習一下
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4:45 - 4:48原子是非常 非常 非常小
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4:48 - 4:52葡萄柚裡的一粒原子
就好比地球上的一顆藍莓 -
4:52 - 4:55原子核是超級小
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4:55 - 4:59把藍莓放大到足球場一般大
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4:59 - 5:02原子核就是在藍莓中央的一顆彈珠
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5:02 - 5:06原子的組成是一大片的空間
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5:06 - 5:08這是非常詭異的
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5:08 - 5:10原子核的密度是極度大
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5:10 - 5:13就好比將地球上所有的車放進
每邊為1英呎的盒子中 -
5:13 - 5:16我想我累了
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5:16 - 5:19(打呵欠)
- Title:
- 原子究竟有多小?
- Speaker:
- Jon Bergmann
- Description:
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原子究竟有多小? 原子裡面是什麼?
即便是對於那些認為自己已經知道的人而言 答案還是相當驚人的
這部節奏明快的動畫用相當奇妙的比喻
想像原子是一個和足球場一樣大的藍莓!
深入淺出地介紹組成世界的元素由強納生‧博格曼授課 動畫由認知媒體製作
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:28
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Geoff Chen
麻煩請在大約十六字以上的長句中使用斷句，以利閱讀。謝謝！
Yuen-Lam Tsang
問題已修正，謝謝提醒！