החומר בעולמנו מורכב מאטומים. בכל אטום יש אלקטרונים ויש גרעין שבו נמצאים פרוטונים ונויטרונים. כולנו יודעים שהאטומים קטנים מאוד אבל עד כמה הם קטנים?

לשאלה הזאת אפשר פשוט לתת מידה מדויקת ביחידות מקובלות: מהו נפח האטום, מהי צפיפות הגרעין וכו'. אולם מדובר בגודל כה קטן עד כי קשה לדמיין אותו כשקוראים את הנתונים היבשים.

כדי לעזור לנו להבין את סדרי הגודל שבהם מדובר הפיק ג'ונתן ברגמן את הסרטון הבא, שבו הוא מנסה להמחיש עד כמה האטומים קטנים וכמה קשה לקלוט את הגדלים האלה. שימו לב! לסרט יש כתוביות בכמה שפות. לחצו על לחצן הכתוביות כדי לבחור בשפה הנוחה לכם. קיים תרגום לעברית, ערבית, אנגלית ועוד).

 

 

ירון גרוס
דוקטורנט, המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה

מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

7 תגובות

  • יוסי

    גודלו של האטום והחלקיקים

    איך למעשה העריך המדע את גודלו של האטום?
    על סמך מה הגענו למסקנה שבין האלקטרון לגרעין הרוב ריק?
    האם זה בעיקר על בסיס מתמטיקה או שיש ניסוי מדעי (טרום מאיצי החלקיקים) שאפשר את גילוי עובדות אלו?

  • תומר

    כיווץ היקום

    אם נכווץ את כל האטומים, כלומר נדחוס את החלל הריק, שכולם יהיו בגדול של הגרעין, מה יהיה גודלו של היקום? תודה

  • קים קרדשיין

    אז ככה, הקצה של התחת שלי יותר

    אז ככה, הקצה של התחת שלי יותר מעניין ממה שהולך כאן. סאקרס

  • שלף שם טוב

    גודל האטום

    הסבר פנטסטי! תודה! אבל מה המרחק בין אטום לאטום? הוא צריך להיות גדול שהרי האלקטרונים דוחים זה את זה! ומה המרחק בין קליפת אלקטרונים אחת לשנייה?

  • ירון גרוס

    גודל האטום

    המרחק בין אטום לאטום תלוי מאוד במצב הצבירה של החומר ובמבנה שלו. אם ניקח גז לדוגמה, המרחק בין כל אטום לאטום יכול להיות עצום, בלתי מוגבל למעשה. מצד שני אם האטומים בגז מסודרים במולקולות אזי המרחק בין המולקולות יהיה גדול, ואילו בתוך כל מולקולה המרחק בין האטומים יכול להיות קטן לדוגמה בגזן המימן, המרחק בין אטום לאטום בתוך המולקולה הוא מסדר גודל של אנגסטרם אחד - כלומר עשירית, ממילארדית המטר. בנוזל האטומים קרובים יותר ובמוצקים הם האטומים של החומר קרובים מאוד כמו במולקולה. לדוגמה בנחושת האטומים מסודרים בסריג בו המרחק בין אטומים קרובים הוא גם כן 1-2 אנגסטרם. אומנם האלקטרונים דוחים זה את זה, אולם הקשרים בין אטומים אשר יוצרים מולקולות הינם לעיתים רבות קשרים קוולנטים, כלומר קשרים בהם האטומים דווקא חולקים את האלקטרונים שלהם במשותף. לגבי ההמרחק בין קליפות האלקטרונים, הדבר תלוי כמובן בכל אטום, ומעבר לכך, בכל קליפה. כלומר המרחק בין הקליפה הראשונה לשניה, יהיה גדול יותר מהמרחק בין הקליפה השניה לשלישית וכך הלאה. ניקח שוב אטום נחושת כדוגמה הרדיוס של אטום נחושת בודד הינו 1.28 אנגסטרם (עשירית ממילארדית המטר). כאשר מוציאים אלקטרון אחד מהאטום, כלומר מהקליפה החיצונית ביותר ומקבלים יון חיובי, הגודל קטן ל0.96 אנגסטרם. כלומר המרחק בין הקליפה האחרונה לקליפה שלפניה הינו כ0.32 אנגסטרם. לעומת זאת אם נוציא עוד אלקטרון, הרדיוס יקטן רק ל0.72 אנגסטרם, כלומר המרחק בין הקליפה הלפני אחרונה לזו שלפניה קטן יותר, והוא 0.24 אנגסטרם בלבד.

  • שלף שם טוב

    היגס

    תודה! היכן נמצאים חלקיקי היגס? האם הם בתוך האטום? כלומר בין הגרעין לאלקטרונים? או בין האטומים? ומה צפיפותם? והאם הם אינם משפיעים על המשקל האטומי?

  • ירון גרוס

    ההיג ס ואטומים

    חלקיקי ההיגס נמצאים "בכל מקום". ההיגס הינו שדה אשר נמצא בכל המרחב. החלקיקים הם מצב מסויים של השדה הזה, וכאמרו הם נמצאים בכל מקום. ההשפעה של ההיגס על המשקל האטומי קימת, אולם זניחה יחסית. הסיבה לכך הינה שרוב המאסה של האטום מגיעה מן הגרעין, בו ישנם פרוטונים ונויטרונים. אלו הם חלקיקים בעלי מבנה פנימי (כל אחד מהם מכיל שלושה קווארקים), וההשפעה של ההיגס על המאסה שלהם קטנה מאוד. לעומת זאת ההיגס מעניק את המאסה לחלקיקים חסרי מבנה פנימי כמו האלקטרונים.
    כאמור באטומים מירב המאסה נמצאת בגרעין (בערך אלפית מהמאסה בלבד מגיעה מהאלקטרונים), לכן ההשפעה של ההיגס על מאסת האטומים קטנה מאוד.
    ישנם מספר כתבות במדור אודות ההיגס, אשר מסבירות זאת באופן ציורי יחסית אם הנושא מענין כדאי לעשות חיפוש באתר אחר היגס ולקרוא את התוצאות
    מקווה שעזרתי