La dimensión física de un átomo. Analogía para la comprensión

Visualizar el tamaño del átomo es posible con las dimensiones macroscópicas del mundo que conocemos. 

 

 

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Translation, adaptation and narration by: JOLULIPA
Traducción, adaptación y narración de: JOLULIPA

Probablemente ya sabes de que todo está hecho de cositas diminutas llamadas átomos. Puede ser que incluso sepas que cada átomo está formado por partículas aún más pequeñas llamadas protones, neutrones y electrones. Y probablemente haya oído que los átomos son pequeños. Pero apuesto que nunca a pensado en realidad qué tan pequeños son los átomos. Bueno… la respuesta es que son muy, muy, pero muy pequeños. Entonces si me pregunta qué tan pequeños son los átomos, para entenderlo vamos a hacernos esta pregunta: ¿cuántos átomos hay en una toronja? bueno… supongamos que la toronja está formada por átomos de nitrógeno solamente, lo cual no es del todo cierto pero hay átomos de nitrógeno dentro de una toronja. Bueno… para ayudarle a visualizar esto vamos a inflar cada uno de los átomos del tamaño de un arándano, ¿entonces qué tan grande tendría qué ser la toronja? tendría qué ser del mismo tamaño de… bueno, realmente del tamaño de la Tierra. ¡Eso es una locura!, ¿quieres decir que si lleno la Tierra con arándanos tendría el mismo número de átomos de nitrógeno que tiene una toronja? ¡Exacto!. Entonces ¿qué tan grande es el átomo?bueno… es muy, muy, muy pero muy pequeño.

¿Y saben qué? el asunto se hace aún más alucinante. Veamos ahora en el interior de cada átomo, por ende, dentro del arándano ¿verdad?. ¿Qué ven? en el centro del átomo está algo llamado el núcleo, que contiene protones y neutrones y en el exterior verías electrones, así ¿qué tan grande es el núcleo, si los átomos son como los arándanos en la tierra, ¿qué tan grande sería el núcleo de uno de estos arándanos? puede que recuerde las viejas gráficas de átomos que vió en las clases de ciencia, ¿recuerda ese pequeño punto en la página donde una flecha señala el núcleo?. Bueno, esas gráficas no están dibujas a escala, por lo que están algo así como equivocadas. Entonces, ¿qué tan grande es el núcleo?. Si abrimos el arándano y buscamos el núcleo ¿saben qué? sería invisible, es demasiado pequeño para verse. Ok, vamos a inflar el átomo, digo.. el arándano al tamaño de una casa, así que imagine una bola tan alta como una casa de dos pisos. Busquemos el núcleo en el centro del átomo y ¿saben qué? sería apenas visible. Así que para envolver nuestras mentes alrededor del tamaño del núcleo tenemos qué inflar el arándano hasta el tamaño de un estadio de football. Así que imagine una bola del tamaño de un estadio de football y en el mismísimo centro del átomo se encontraría el núcleo y se podría ver y sería del tamaño de una canica pequeña y ¡aún hay más!, sino es que le he volado los sesos hasta este momento.

Consideremos este átomo un poco más… contiene protones, neutrones y electrones. Los protones y los neutrones viven en el interior del núcleo y contiene casi toda la masa del átomo. Y bien lejos del núcleo, en el borde están los electrones, así que si un átomo es como una bola del tamaño de un estadio de football con el núcleo en el centro y los electrones en el borde ¿qué hay entre el núcleo y los electrones? sorprendentemente la respuesta es espacio vacío, ¡así es! … ¡ vacío! , entre el núcleo y los electrones hay vastas regiones de espacio vacío. Ahora… técnicamente hay algunos campos electromagnéticos pero en términos de materia está vacío. Recuerde que esta vasta región de espacio vacío está dentro del arándano que está en el interior de la Tierra que realmente son los átomos en la toronja. Bueno, una cosa más, si es que puedo ser más extraño o bizarro, dado que prácticamente toda la masa en un átomo está en el núcleo  ¡claro!… hay cierta cantidad de masa en los electrones pero la mayor parte de la masa está en el núcleo ¿qué tan denso es el núcleo?… bueno… la respuesta es… toda una locura. La densidad de un núcleo típico es cuatro veces diez elevada a la potencia diecisiete kilogramos por metro cúbico pero eso es difícil de visualizar… ok lo voy a poner en unidades inglesas, dos punto cinco por diez a la dieciseis libras por pié cúbico, ok… eso es todavía algo difícil de entender. Está bien, esto es lo que quiero que haga, haga una caja que sea un pie por un pie por un pie. Ahora tomemos todos los núcleos de un carro de tamaño regular, y como ustedes saben, los carros en promedio pesan dos toneladas ¿cuántos núcleos slach hay qué meter en la caja de un pié cúbico para tener la misma densidad del verdadero núcleo?… ¿un carro?, ¿dos tal vez?, ¿qué tal cien?… no, no y no, la respuesta es mucho más grande, es de seis mil doscientos millones de carros, que es casi igual al número de gente en la Tierra, así que si cada quien en la Tierra fuera dueño de su propio carro, y claro que no es así y ponemos todos los carros en su caja de un pie cúbico, ésta entonces tendría una densidad análoga a la densidad de un núcleo, así que yo digo que si toman todos los carros del mundo y los ponemos en la caja de un pie cúbico, usted tendría la densidad de un núcleo.

Ok, vamos a recapitulizar. El átomo es muy, muy, pero muy pequeño. Piense que los átomos en una toronja son como los arándanos en la Tierra. El núcleo es alucinantemente pequeño. Ahora mire el interior de un arándano e ínflelo hasta el tamaño de un estadio de football y ahora el núcleo sería la canica en el medio. El átomo se compone de vastas regiones de espacio vacío, eso es realmente raro. El núcleo tiene una densidad loquísimamente alta.

Piense en poner todos los carros del mundo en una caja de un pie cúbico.Ya estoy cansado realmente.

Gracias por su atención.

Lesson by
Jonathan Bergmann

Narration by
Jonathan Bergmann

Animation by
Andrew Park-cognitivemedia.co.uk

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