Just How Small is an Atom?

Наскільки малий атом?

Перекладач: Marianna Noname Утверджено: Khrystyna Romashko

Ви, напевно, вже знаєте -

You probably already know

everything is made up of little tiny things called atoms

все складається з крихітних речей - атомів.

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

В свою чергу, кожен атом складається з іще менших часток,

called protons, neutrons and electrons.

що називаються протонами, нейтронами та електронами.

And you've probably heard that atoms are small.

Ви, напевно, чули, що атоми маленькі.

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

Але, гадаю, що Ви ніколи не думали про те, наскільки малими є атоми.

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

Що ж, відповідь така, що вони дуже, дуже, дуже малі.

So you ask, just how small are atoms?

Ви спитаєте - наскільки малі атоми?

To understand this, let's ask this question:

Щоб це зрозуміти, треба задати таке питання:

How many atoms are in a grapefruit?

Скільки атомів у грейпфруті?

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

Давайте припустимо, що грейпфрут складається виключно з атомів нітрогену,

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

хоча це не зовсім правда, але в ньому є атоми нітрогену.

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

Щоб допомогти Вам уявити це, ми збільшимо кожен атом

to the size of a blueberry.

до розмірів чорниці.

And then how big would the grapefruit have to be?

Наскільки великим тоді стане грейпфрут?

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

Він буде такого ж розміру, як і планета Земля.

That's crazy!

Це божевілля!

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

Тож, якщо я наповню Землю чорницею,

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

то її буде стільки ж, як атомів у грейпфруті?

That's right!

Вірно!

So how big is the atom?

Тоді яка величина атома?

Well, it's really, really small!

Він насправді дуже малий!

And you know what? It gets even more crazy.

І знаєте що? Далі ще неймовірніше.

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

Давайте тепер подивимось усередину кожного атома (тобто чорниці, вірно?...) -

What do you see there?

Що Ви там бачите?

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

В центрі атома є щось, що зветься ядром,

which contains protons and neutrons,

яке складається з протонів і нейтронів,

and on the outside, you'd see electrons.

а ззовні Ви бачите електрони.

So how big is the nucleus?

Тож наскільки велике ядро?

If atoms are like blueberries in the Earth,

Якщо атоми - як чорниця, що наповнює Землю,

how big would the nucleus be?

тоді яка величина ядра?

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

Ви, мабуть, пам'ятаєте старі зображення атома з уроків фізики,

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

де Ви бачили цю крихітну крапку зі стрілкою, що позначала ядро.

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

Але ці зображення не були намальовані згідно з масштабом,

so they're kind of wrong.

тож вони були дещо невірні.

So how big is the nucleus?

Тоді наскільки велике ядро?

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

Якщо ви розкриєте чорницю і почнете шукати ядро...

You know what? It would be invisible.

Знаєте що? Воно буде невидимим.

It's too small to see!

Воно занадто мале, щоб побачити!

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

Добре. Давайте збільшимо атом - тобто чорницю -

to the size of a house.

до розмірів будинку.

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

Уявіть собі кулю висотою з двоповерховий будинок.

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

Давайте пошукаємо ядро у центрі атома.

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

І знаєте що? Воно буде ледве помітним.

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

Щоб зрозуміти, наскільки велике ядро,

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

нам потрібно збільшити чорницю до розмірів футбольного стадіону.

So imagine a ball the size of a football stadium,

Уявіть кулю розміром як футбольний стадіон,

and right smack dab in the center of the atom,

і пірнайте до самого центру атома.

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

Там знайдете ядро, яке можна побачити!

And it would be the size of a small marble.

Воно буде розміром, як маленька скляна кулька.

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

І це ще не все, якщо Ви ще не з'їхали з розуму.

Let's consider the atom some more.

У атомі є ще дещо.

It contains protons, neutrons and electrons.

Він складається з протонів, нейтронів і електронів.

The protons and neutrons live inside of the nucleus,

Протони і нейтрони знаходяться всередині ядра,

and contain almost all of the mass of the atom.

і майже цілком складають масу атома.

Way on the edge are the electrons.

На самому краю знаходяться електрони.

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

Тож, якщо атом - це куля розміром зі стадіон,

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

з ядром у центрі і електронами по краях,

what is in between the nucleus and the electrons?

що знаходиться між ядром і електронами?

Surprisingly, the answer is empty space.

Несподівано, але - пустий простір.

(Wind noise)

(Шум вітру)

That's right. Empty!

Так-так. Пустий!

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

Між ядром і електронами лише нескінченний пустий простір.

Now, technically there are some electromagnetic fields,

Технічно, там є ще електромагнітні поля,

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

але якщо говорити про матерію - це порожнеча.

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

Запам'ятайте цю порожнечу всередині чорниці,

which is inside the Earth,

яка наповнює Землю,

which really are the atoms in the grapefruit.

і яка, насправді, є атомами грейпфрута.

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

Добре, ще дещо, якщо взагалі може бути щось ще більш дивне.

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

Так як ми допустили, що вся маса атома - у ядрі -

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

хоча в електронів теж є невелика маса,

but most of it is in the nucleus --

але все ж більша частина у ядрі -

how dense is the nucleus?

то яка щільність ядра?

Well, the answer is crazy.

Що ж, відповідь просто неймовірна.

The density of a typical nucleus

Щільність типового ядра -

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

чотири помножити на 10 до 17 ступеня кілограма на кубічний метр.

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

Це важко уявити. Тоді спробуємо в англійських одиницях вимірювання.

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

2,5 помножити на 10 до 16 ступеня фунтів на кубічний фут.

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

Досі доволі важко зрозуміти.

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

Добре, тоді зробіть ось що.

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

Зробіть коробку з розмірами один на один на один фут (фут = 0,3 метри).

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

Тепер зберіть всі ядра зі звичайної машини.

Now, cars on average weigh two tons.

Середня машина важить 2 тонни.

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

Скільки ядер машин треба помістити у коробці,

щоб у цій однофутовій коробці була така ж щільність, як у ядра атома?

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

Is it one car? Two?

Це буде одна машина? Дві?

How about 100?

Як щодо 100?

Nope, nope and nope.

Ні, ні і ще раз ні.

The answer is much bigger.

Відповідь значно більша.

It is 6.2 billion.

Це 6,2 мільярдів машин.

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

Майже стільки, як людей на Землі.

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

Тож, якщо всі на Землі мали би власну машину -

and they don't --

а вони не мають -

(Cars honking)

(Гудіння машин)

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

і ми помістимо всі ці машини до коробки...

That would be about the density of a nucleus.

Ми отримаємо приблизну щільність ядра.

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

Тож, якщо взяти кожен автомобіль у світі

and put it into your one-foot box,

і помістити в однофутовій коробці,

you would have the density of one nucleus.

ви отримаєте щільність одного ядра атома.

OK, let's review.

Давайте повторимо.

The atom is really,

Атом насправді дуже,

really, really small.

дуже, дуже малий.

Think atoms in a grapefruit like blueberries in the Earth.

Уявіть, що атоми у грейпфруті - це як чорниця всередині Землі.

The nucleus is crazy small.

Ядро неймовірно мале.

Now look inside the blueberry,

Тепер подивіться усередину чорниці,

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

і збільшіть її до розміру футбольного стадіону,

and now the nucleus is a marble in the middle.

тепер ядро - це скляна кулька у центрі.

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

Атом складається з нескінченного пустого простору.

That's weird.

Це дивно.

The nucleus has a crazy-high density.

Ядро має неймовірно велику щільність.

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

Подумайте про те, як помістити всі ті машини у коробці.

I think I'm tired.

Здається, я втомився.