Jak mały jest atom? Spoiler: niewyobrażalnie mały!

Zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego zawsze nam mówiono, że wszystko składa się z atomów, w powietrzu są atomy, Ty jesteś „zbudowany” z atomów, ale nigdy atomu nie widziałeś? Czy wszystko to jest wielką teorią spiskową?

Spokojnie, nic z tych rzeczy! Wszystko wynika z tego, że atomy są bardzo, bardzo, bardzo małe. Jak małe?

Jak wygląda atom?

Na początku przypomnę – każdy atom składa się z jądra i orbitalnie poruszających się wokół niego elektronów, czyli ujemnie naładowanych cząstek. Jądro znajduje się w centralnej części i składa się z nukleonów, czyli protonów (cząstek naładowanych dodatnio) i neutronów (cząstek, które nie posiadają ładunku elektrycznego). Do rzeczy! Weźmy kroplę wody – pewnie już wiesz, że składa się ona z atomów wodoru i tlenu. Mimo, że kropelka wody wydaje nam się bardzo niewielka, to w każdej kropli znajduje się aż około 5 tryliardów atomów!

Imponujące, prawda?

W każdej kropli wody jest aż 5 000 000 000 000 000 000 000 atomów!

A więc jak duży jest atom?

Nie czujesz tego? Spróbujmy w inny sposób. Uruchomię trochę Twoją wyobraźnię. Pokażę Ci „co by było, gdyby?”. Wyobraź sobie pomarańczę. Załóżmy, że składa się ona wyłącznie z atomów azotu. Gdyby każdy z atomów składających się na pomarańczę był porzeczką, ta pomarańcza byłaby wielkości całej kuli Ziemskiej! Niesamowite, prawda? Podsumowując – gdyby atom był wielkości porzeczki, a pomarańcza zbudowana z tych porzeczek udających atomy, to pomarańcza byłaby tak duża jak Ziemia!

Gdyby każdy z atomów składających się na pomarańczę był porzeczką, ta pomarańcza byłaby wielkości całej kuli Ziemskiej!

Warto też wspomnieć o tym, że wielkość atomu nie jest ściśle określona, bo tak naprawdę granice „bycia atomem” stale się zmieniają. Wszystko to jest zasługą orbitujących wokół jądra elektronów, które poruszają się wszędzie i równocześnie w obrębie punktu centralnego atomu z prędkością aż 2200 km/s. To na tyle szybko, że taki mały elektron byłby w stanie okrążyć całą Ziemię w niecałe 18 sekund!

Dlatego szacując wielkość atomu posługiwano się odległością pomiędzy sąsiadującymi jądrami, a nie ściśle zdefiniowanym rozmiarem atomów.

Hola, hola. Skoro posługiwano się odległościami pomiędzy jądrami, wokół jądra krążą elektrony, a to wszystko o czym teraz mówimy, tworzy wszystko co widzimy, to co właściwie jest pomiędzy atomami?

Świetne pytanie! Nic? Właściwie tak! Sam atom, a także jądra atomowe w 99,99% składają się z pustej przestrzeni. Jak to możliwe? Cały otaczający nas świat, a także my sami to pustka.

Atom to w 99,99% pusta przestrzeń

Czy w takim razie jesteśmy pustakami, żyjącymi w pustym świecie pomiędzy pustką?

Nie do końca. Precyzując, to zakrzywione w przestrzeni pola, fale i energia. Wiem, że niełatwo Wam w to uwierzyć, jednak spróbuję to choć trochę wytłumaczyć. Załóżmy, że atom jest rozmiaru piłki do gry. Wtedy elektrony poruszałyby się w odległości około 23 km od piłki.

To mniej więcej taka odległość jak długość całej Warszawy w linii prostej. Pozostała przestrzeń między obiektami pozostaje pusta. Właściwie to pola gluonowe – więcej o nich tu.

Gdybyśmy ścisnęli wszystkie atomy składające się na człowieka, bylibyśmy mniejsi niż mucha owocówka! Niewyobrażalne? A jednak!

Czy da się “zobaczyć” atom?

Kończąc te (właściwie) filozoficzne wywody chciałabym pokazać Wam jeszcze bohatera powyższego artykułu – atom. Szczęśliwie uchwycono go na zdjęciu w 2017 roku.

Udało się to Davidowi Nadlingerowi z Uniwersytetu Oxfordzkiego – jak już wiecie, ze względu na wyjątkowo małe rozmiary, zadanie to nie było łatwe. Żeby nie było wątpliwości – jest to ta mała kropeczka pomiędzy igiełkami, które są od siebie oddalone o zaledwie 2mm.

Atom strontu - zdjęcie pojedynczego atomu strontu zawieszonego w polu magnetycznym. Zdjęcie zostało zrobione przez Davida Nadlingera z Uniwersytetu Oksfordzkiego
Ta mała biała kropka to atom strontu, składający się z 38 protonów. Jest zawieszony w polu magnetycznym, oraz oświetlony laserami, dzięki czemu możemy go zobaczyć. Co ciekawe, to zdjęcie zostało zrobione standardowym aparatem typu lustrzanka.
Źródło: David Nadlinger / Uniwersytet Oxfordzki.

Myślę, że na dziś wystarczająco dużo padło pytań, jak i zaskakujących odpowiedzi. Podejrzewam też, że zostawiłam pewien niedosyt i ciekawość dotyczącą atomów, ale mam dla Was dobrą wiadomość – więcej dowiecie się z bezpłatnej lekcji przykładowej “Budowa atomu”, którą znajdziecie klikając tu.

Z pewnością dowiecie się mnóstwa nowych rzeczy, przyswoicie materiał niezbędny do matury i uporządkujecie dotychczas zdobytą wiedzę. Brzmi jak plan? To do dzieła!

Powiązane artykuły

Powiadom mnie o nowych komentarzach
Powiadom o
0 komentarzy
Inline Feedbacks
Zobacz wszystkie komentarze