Най-малките неща: атоми и бактерии
Ще пътуваш до микросвета: колко са малки бактериите, вирусите и атомите и как хората изобщо са ги видели.
Пипа е тук, с раница и... микроскоп! Днес няма да катерим планини, а ще се смалим хиляди пъти. Готов ли си да видиш свят, който е точно под носа ти, но никога не си го забелязвал?
История от живота
През 1670-те години холандският търговец на платове Антони ван Левенхук шлифовал сам мънички стъклени лещи, по-силни от всички микроскопи на времето си. Един ден погледнал през тях капка вода и видял малки същества, които плували и се въртели. Нарекъл ги "анималкули", малки животинки. По-късно разгледал и плаката от собствените си зъби и пак открил гъмжило от живот. Учените в Лондон отначало не му вярвали, но проверили и потвърдили. Така човечеството за първи път зърнало бактериите.
Разбери го стъпка по стъпка
- Мерките на микросвета
1 милиметър = 1000 микрометра (µm). 1 микрометър = 1000 нанометра (nm). Човешки косъм е дебел около 70 µm, а с просто око виждаш неща до около 0,1 мм, тоест 100 µm.
- Бактериите
Бактерията е цял жив организъм от една клетка. Типичната е дълга около 1-5 µm. Например чревната бактерия E. coli е дълга около 2 µm. При добри условия тя може да се дели на две на всеки около 20 минути.
- Вирусите
Вирусите са още по-малки, обикновено между 20 и 300 nm. Те не могат да се размножават сами, а само вътре в чужда клетка. Повечето не се виждат с обикновен светлинен микроскоп, затова учените ползват електронен микроскоп, изобретен през 1931 г.
- Атомите
Всичко около теб е от атоми. Един атом е широк около 0,1 nm, тоест десетмилиардна част от метъра. Най-малкият и най-лекият атом е водородът.
- Атомът е почти празен
В центъра на атома е ядрото, а около него се движат електроните. Ядрото е около 100 000 пъти по-малко от целия атом. Ако атомът беше голям колкото стадион, ядрото щеше да е колкото грахово зърно в центъра.
Представи си така: Представи си, че мащабът е стълба. На най-горното стъпало си ти (около 1,5 м). Слизаш до косъм, после до бактерия, после до вирус, после до атом. Някои стъпала надолу са десетки пъти по-малки от предишното, а други хиляди пъти.
- Човешки косъм (дебелина)
- около 70 µm
- Граница на просто око
- около 100 µm (0,1 мм)
- Червено кръвно телце
- около 7-8 µm
- Бактерия E. coli
- около 2 µm дълга
- Типичен вирус
- 20-300 nm
- Атом
- около 0,1 nm
Решени примери
Колко бактерии по 2 µm ще се наредят една до друга по ширината на косъм от 70 µm?
70 : 2 = 35 бактерии. Цял малък отбор, легнал напряко на един косъм!
Колко атома по 0,1 nm се събират на 1 µm?
1 µm = 1000 nm, а 1000 : 0,1 = 10 000 атома в една редица.
Една бактерия се дели на всеки 20 минути. Колко бактерии ще има след 2 часа, ако нищо не ги спира?
2 часа = 6 деления. 2 на 6-а степен = 64 бактерии. След 10 часа (30 деления) щяха да са над 1 милиард, но в природата храната и мястото свършват.
Внимавай с тези грешки
- Всички бактерии са вредни.Повечето бактерии са безвредни или полезни. В червата ти живеят бактерии, които помагат за храносмилането, а с бактерии се прави киселото мляко.
- Вирусите са просто много малки бактерии.Вирусите не са клетки и не могат да се размножават сами. Те са много по-прости и по-малки от бактериите.
- Атомите са плътни топчета като билярдни топки.Атомът е почти изцяло празно пространство. Масата му е събрана в мъничкото ядро.
Задачи
Лесни
Погледни косъм под лупа (или с камерата на телефон с увеличение). Нарисувай какво виждаш.
Подсказка
Сложи го на бял лист на светло.
Отговор
Свободна рисунка: косъмът изглежда като дебела тръба с люспеста повърхност.
Подреди от най-голямо към най-малко: вирус, атом, косъм, бактерия.
Подсказка
Виж скалата в инфографиката.
Отговор
Косъм, бактерия, вирус, атом.
Средни
Колко микрометра има в 3 мм? А колко нанометра в 5 µm?
Подсказка
1 мм = 1000 µm, 1 µm = 1000 nm.
Отговор
3000 µm; 5000 nm.
Ако вирус е 100 nm, колко вируса се побират в редица по дължината на бактерия от 2 µm?
Подсказка
Превърни 2 µm в nm: 2000 nm, после раздели на 100.
Отговор
20 вируса.
Трудни
Една бактерия се дели на всеки 20 минути. След колко часа ще има над 1000 бактерии?
Подсказка
2 на коя степен първо минава 1000?
Отговор
След 3 часа и 20 минути (10 деления, 1024 бактерии).
Ако атомът беше голям колкото футболно игрище (около 100 м), колко голямо щеше да е ядрото, ако то е 100 000 пъти по-малко?
Подсказка
Превърни метрите в милиметри.
Отговор
100 м : 100 000 = 0,001 м = 1 мм, колкото песъчинка или главичка на топлийка.
Модел на мащаба
Цел: Да усетиш с ръцете си колко по-малко е всяко стъпало от микросвета.
- Начертай отсечка 70 см на голям лист: това е дебелината на косъм, увеличена 10 000 пъти.
- В същия мащаб бактерия от 2 µm е 2 см. Нарисувай я до косъма.
- Вирус от 100 nm е 1 мм: само точка.
- Атом от 0,1 nm в този мащаб е 0,001 мм, тоест невидим. Напиши до точката колко пъти още трябва да увеличиш, за да го видиш.
Накрая: Плакат със скала, на който всички виждат колко невероятно малък е атомът дори при увеличение 10 000 пъти.
Тест с точки
10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.