Just How Small is an Atom?

Wie klein genau ist ein Atom?

Übersetzung: Marianna Sacra Lektorat: Tonia David

(Musik)

You probably already know

Wahrscheinlich weißt du schon, dass alles

everything is made up of little tiny things called atoms

aus winzigen Teilen besteht, den Atomen,

or even that each atom is made up of even smaller particles

und vielleicht sogar, dass jedes Atom aus noch kleineren Partikeln besteht:

called protons, neutrons and electrons.

Protonen, Neutronen und Elektronen.

And you've probably heard that atoms are small.

Und du hast bestimmt gehört, dass Atome klein sind.

But I bet you haven't ever thought about how small atoms really are.

Hast du dich mal gefragt, wie klein Atome tatsächlich sind?

Nun, die Antwort ist: Sie sind wirklich, wirklich, wirklich klein.

Well, the answer is that they are really, really small.

So you ask, just how small are atoms?

Du willst wissen, wie klein genau Atome sind?

To understand this, let's ask this question:

Um das zu verstehen, müssen wir uns folgende Frage stellen:

Wie viele Atome sind in einer Grapefruit?

How many atoms are in a grapefruit?

Well, let's assume that the grapefruit is made up of only nitrogen atoms,

Angenommen, dass die Grapefruit nur aus Stickstoffatomen besteht,

was gar nicht stimmt, aber es gibt Stickstoffatome in einer Grapefruit.

which isn't at all true, but there are nitrogen atoms in a grapefruit.

To help you visualize this, let's blow up each of the atoms

Damit du dir das vorstellen kannst, blasen wir jedes Atom

to the size of a blueberry.

auf die Größe einer Blaubeere auf.

And then how big would the grapefruit have to be?

Wie groß wäre dann die Grapefruit?

It would have to be the same size of -- well, actually, the Earth.

Sie hätte dieselbe Größe wie – die Erde.

That's crazy!

Verrückt! Heißt das, wenn ich die Erde mit Blaubeeren auffüllen würde,

You mean to say that if I filled the Earth with blueberries,

I would have the same number of nitrogen atoms as a grapefruit?

da so viele wären wie Stickstoffatome in einer Grapefruit?

That's right!

Genau! Also, wie groß ist das Atom?

So how big is the atom?

Nun, es ist wirklich, wirklich, wirklich, wirklich klein.

Well, it's really, really small!

Und weißt du was?

And you know what? It gets even more crazy.

Es wird noch verrückter.

Let's now look inside of each atom -- and thus the blueberry, right? --

Schauen wir mal in jedes Atom hinein – also in die Blaubeere –

What do you see there?

Was siehst du?

In the center of the atom is something called the nucleus,

In der Mitte des Atoms befindet sich der sogenannte Atomkern,

which contains protons and neutrons,

der Protonen und Neutronen beinhaltet,

and on the outside, you'd see electrons.

und außen sind Elektronen.

So how big is the nucleus?

Wie groß ist der Atomkern also?

If atoms are like blueberries in the Earth,

Wenn Atome wie Blaubeeren in der Erde sind, wie groß wäre der Atomkern?

how big would the nucleus be?

Vielleicht erinnerst du dich an Bilder des Atoms aus dem Physik-Unterricht,

You might remember the old pictures of the atom from science class,

mit einem winzigen Punkt und einem Pfeil, der zum Atomkern zeigt.

where you saw this tiny dot on the page with an arrow pointing to the nucleus.

Nun, diese Bilder sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet,

Well, those pictures, they're not drawn to scale,

so they're kind of wrong.

daher nicht ganz korrekt.

Also, wie groß ist der Atomkern?

So how big is the nucleus?

Nun, würde man die Blaubeere öffnen

So if you popped open the blueberry and were searching for the nucleus ...

und nach dem Atomkern suchen –

Weißt du was? Er wäre unsichtbar.

You know what? It would be invisible.

It's too small to see!

Er ist zu klein, um ihn zu sehen!

OK. Let's blow up the atom -- the blueberry --

O. K., blasen wir nun das Atom – die Blaubeere –

to the size of a house.

auf die Größe eines Hauses auf.

So imagine a ball that is as tall as a two-story house.

Stell dir einen Ball in der Größe eines zweistöckigen Hauses vor.

Let's look for the nucleus in the center of the atom.

Suchen wir nach dem Atomkern in der Mitte des Atoms.

And do you know what? It would just barely be visible.

Weißt du was? Man könnte ihn gerade so sehen.

Also, um uns klarzumachen, wie groß der Atomkern ist,

So to get our minds wrapped around how big the nucleus is,

we need to blow up the blueberry, up to the size of a football stadium.

müssen wir die Blaubeere auf die Größe eines Fußballstadions aufblasen.

So imagine a ball the size of a football stadium,

Stell dir einen Ball in der Größe eines Fußballstadions vor,

and right smack dab in the center of the atom,

und haargenau im Zentrum des Atoms

you would find the nucleus, and you could see it!

wäre der Atomkern. Und du könntest ihn sehen!

Und er hätte die Größe einer kleinen Murmel.

And it would be the size of a small marble.

Es wird noch spannender!

And there's more, if I haven't blown your mind by now.

Let's consider the atom some more.

Betrachten wir das Atom genauer. Es besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen.

It contains protons, neutrons and electrons.

The protons and neutrons live inside of the nucleus,

Die Protonen und Neutronen leben im Atomkern

und ergeben fast die ganze Masse des Atoms.

and contain almost all of the mass of the atom.

Ganz außen sind die Elektronen.

Way on the edge are the electrons.

So if an atom is like a ball the size of a football stadium,

Wenn das Atom wie ein Ball in der Größe eines Fußballstadions ist,

with the nucleus in the center, and the electrons on the edge,

mit dem Atomkern in der Mitte und Elektronen am Rand,

what is in between the nucleus and the electrons?

was ist dann zwischen dem Atomkern und den Elektronen?

Überraschenderweise ist die Antwort: leerer Raum.

Surprisingly, the answer is empty space.

(Windgeräusch)

(Wind noise)

Leerer Raum! Genau!

That's right. Empty!

Between the nucleus and the electrons, there are vast regions of empty space.

Zwischen dem Atomkern und den Elektronen sind Unmengen leerer Raum.

Na ja, technisch gesehen gibt es da ein paar elektromagnetische Felder,

Now, technically there are some electromagnetic fields,

but in terms of stuff, matter, it is empty.

aber Stoff, Materie, gibt es darin nicht.

Remember this vast region of empty space is inside the blueberry,

Denk daran: Diese riesige Fläche von leerem Raum

ist in der Blaubeere, die in der Erde ist,

which is inside the Earth,

und in Wirklichkeit sind das die Atome in der Grapefruit.

which really are the atoms in the grapefruit.

OK, one more thing, if I can even get more bizarre.

O. K., eine Sache noch, falls es noch verrückter werden kann.

Since virtually all the mass of an atom is in the nucleus --

Da quasi die ganze Masse eines Atoms im Atomkern ist –

nun, es gibt etwas Masse in den Elektronen,

now, there is some amount of mass in the electrons,

doch die meiste Masse ist im Atomkern –

but most of it is in the nucleus --

wie dicht ist der Atomkern?

how dense is the nucleus?

Well, the answer is crazy.

Nun, die Antwort ist verrückt.

The density of a typical nucleus

Die Dichte eines gewöhnlichen Atomkerns

is four times 10 to the 17th kilograms per meter cubed.

ist vier mal 10 hoch 17 Kilo pro Kubikmeter.

But that's hard to visualize. OK, I'll put it in English units.

Aber das ist schwer vorstellbar. Noch mal im englischen Einheiten.

2.5 times 10 to the 16th pounds per cubic feet.

2,5 mal 10 hoch 16

Pfund pro Kubikfuß.

OK, that's still kind of hard to figure.

Immer noch schwer vorstellbar.

OK, here's what I want you to do.

O. K., probier mal folgendes aus:

Make a box that is one foot by one foot by one foot.

Stell dir eine 30 x 30 x 30 cm große Box vor,

Jetzt schnappen wir uns die ganzen Atomkerne eines normalen Autos.

Now let's go and grab all of the nuclei from a typical car.

Ein Auto wiegt durchschnittlich zwei Tonnen.

Now, cars on average weigh two tons.

How many cars' nuclei would you have to put into the box

Von wie vielen Autos müsste man die Atomkerne in die Kiste füllen,

damit die 30-cm-Kiste die Dichte eines Atomkerns hätte?

to have your one-foot-box have the same density of the nucleus?

Von einem Auto? Vielleicht von 100?

Is it one car? Two?

How about 100?

Nein, nein und noch mal nein.

Nope, nope and nope.

The answer is much bigger.

Die Antwort ist viel größer.

It is 6.2 billion.

6,2 Milliarden.

Das entspricht fast der Anzahl Menschen auf der Erde.

That is almost equal to the number of people in the Earth.

Wenn jeder auf der Erde ein eigenes Auto besitzen würde –

So if everyone in the Earth owned their own car --

and they don't --

und das ist nicht der Fall –

(Cars honking)

und wir würden alle diese Autos in deine Kiste stecken,

and we put all of those cars into your box ...

kämen wir in etwa auf die Dichte eines Atomkerns.

That would be about the density of a nucleus.

Also, würde man jedes Auto auf der Erde in deine Box stecken,

So I'm saying that if you took every car in the world

and put it into your one-foot box,

hätte man die Dichte eines Atomkerns.

you would have the density of one nucleus.

O. K., fassen wir zusammen.

OK, let's review.

The atom is really,

Das Atom ist wirklich, wirklich, wirklich klein.

really, really small.

Stell dir Atome in einer Grapefruit wie Blaubeeren in der Erde vor.

Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth.

Der Atomkern ist extrem klein.

The nucleus is crazy small.

Schau in die Blaubeere und blase sie auf die Größe eines Fußballstadions auf.

Now look inside the blueberry,

and blow it up to the size of a football stadium,

Und jetzt ist der Atomkern eine Murmel in der Mitte.

and now the nucleus is a marble in the middle.

Das Atom besteht aus einer riesigen Menge leerem Raum.

The atom is made up of vast regions of empty space.

Das ist verrückt.

That's weird.

The nucleus has a crazy-high density.

Der Atomkern hat eine unglaublich hohe Dichte.

Think of putting all those cars in your one-foot box.

Stell dir vor, die ganzen Autos in deine Kiste zu stecken.

Ich glaub, ich bin müde.

I think I'm tired.

(Gähnen)