De grootte van een elektron vergeleken met een atoom en een chromosoom

Mensen hebben een natuurlijk vermogen om verschillende objecten te vergelijken en te contrasteren. Door zintuiglijke input te gebruiken, zijn mensen in staat om objecten te classificeren en mentale modellen van de wereld te creëren. Maar als je buiten het normale bereik van de menselijke waarneming gaat, is die classificatie niet zo eenvoudig. Microscopische objecten zijn allemaal 'klein'. In feite kunnen variaties in schaal tussen microscopisch kleine objecten veel dramatischer zijn dan de grootteverschillen die je in het dagelijks leven tegenkomt. De verschillende groottes van chromosomen, atomen en elektronen tonen dit aan.

Mensen kunnen objecten zien tot een lengte van ongeveer 0,1 millimeter. Dat is kleiner dan een korreltje zout. Je hebt waarschijnlijk een redelijk goed idee van de relatieve afmetingen van bijvoorbeeld een korrel zout, een basketbal en een bus. Maar als je kleiner of groter wordt, is het vergelijken van maten veel moeilijker. Zelfs als u bijvoorbeeld in Rhode Island en de Grand Canyon bent geweest, weet u waarschijnlijk niet welke? groter - je kunt het opzoeken of uitzoeken, maar je hebt geen natuurlijk gevoel voor grootte als het eenmaal te zwaar wordt groot. Ter illustratie: ga ervan uit dat je een natuurlijk gevoel hebt voor de grootte van objecten van 0,1 millimeter lang tot ongeveer 100 kilometer lang. Dat betekent dat je gevoel hebt voor objecten die een factor een miljard in schaal verschillen.

Elektronen zijn zo klein dat ze handelen volgens regels die totaal anders zijn dan de regels die gelden voor objecten die je direct kunt waarnemen. Ze gedragen zich soms als ballen, soms als wolken en soms als golven. Je kunt hun maat niet op dezelfde manier meten als de maat van een honkbal. Zelfs als je zou kunnen krimpen tot de grootte van een elektron, zou je het niet kunnen meten, omdat je het moeilijk zou hebben om te bepalen waar de rand was. Elektronen zijn zo klein dat niemand hun grootte heeft kunnen bepalen, maar ze hebben berekend hoe groot hun straal zou kunnen zijn, en dat is een miljardste miljardste van een meter.

Een atoom is samengesteld uit een relatief zware kern omgeven door een wolk van elektronen. Nogmaals, als je zou krimpen tot de grootte van een atoom, zou je het moeilijk hebben om te beslissen hoe je de rand ervan definieert, maar je zou een gok kunnen doen. Wanneer atomen samenkomen om moleculen te maken, naderen ze binnen een bepaalde afstand. Je kunt dat zien als de afstand waar de twee atomen tegen elkaar "botsen". Volgens die definitie hebben atomen een straal van ongeveer een tien miljardste van een meter. Dat wil zeggen, ze zijn ongeveer 100 miljoen keer groter dan elektronen.

Chromosomen zijn er in verschillende soorten en maten. Als je een chromosoom als een lange draad ziet, dan smelt de draad soms samen tot een bol garen, en soms wikkelt hij zichzelf op als een opgerolde slang. Als je de afmetingen van alle atomen in het kleinste menselijke chromosoom bij elkaar optelt, heb je 1.600.000 atomen. Als ze allemaal in een lijn zouden worden gespannen, zou de lijn ongeveer twee tiende van een millimeter lang zijn. Dat is 20 biljoen keer groter dan een elektron. Een andere manier om daarover te denken: als een elektron zo groot zou zijn als een zoutkorrel, zou een chromosoom tweederde van de afstand van de aarde tot de zon zijn. Het verschil tussen de grootte van een elektron en de grootte van een chromosoom is veel groter dan het verschil tussen de kleinste en grootste objecten die je kunt voelen.