吃前搖一搖騙了你多少年？你沒發現一包薯片里總是大片的在上面？｜科學DIY

本文由公眾號 「把科學帶回家」 提供

給孩子最好的科學教育

不知道你平常吃不吃麥片，吃不吃帶果仁果乾的麥片。

如果你經常吃的話，你可以注意一下，一盒麥片里一般吃到最後是麥片多，還是果仁果乾多？你發現沒，一盒麥片里，總是果仁/果乾先被倒完？

總之呢，果仁麥片是不可以吃前搖一搖的，搖多了只會讓以後的你吃不到裡面的果仁而已。

薯片也是一樣，買回家的薯片，總是大片的在上面，小片的在下面。如果你不想吃到最後都是小的碎的薯片，最好不要搖。知道為什麼么？

關鍵概念

巴西果效應

材料和操作

一盒含果仁/乾果的麥片

或者大小不同的薯片

或者一罐咖啡粉/鹽罐子

或者2種不同大小的珠子，一個透明的管子（如試管、筆筒）

操作很簡單啊，像英國諾丁漢大學的天文學教授 Roger Bowley 這樣猛搖麥片盒子，看看本來均勻的麥片，是不是會逐漸分層？更大的果仁是不是會上升？

一碗不同大小的薯片，搖了以後，大的薯片就會上升。

如果你家有咖啡粉（或者是鹽罐子，最好是粗鹽），也可以這樣搖一搖試一試，你會發現，咖啡粉表面的顆粒總是比下面的要大一些、粗一些。

把不鏽鋼球放到沙子里搖一搖，不鏽鋼球也會上升。

原理

實際上我們觀察到的現象，在物理學中有個正式的名字，就是巴西果效應（the brazil nut effect）。物理學家和食品工程學家在很早以前就注意到這個奇怪的現象了。

造成這個現象的原因，當然就是因為麥片盒子被搖晃了。實際上在搖晃的過程中，麥片里的果仁和果乾會「上浮」，而更小的麥片卻會相對「下沉」。

具體來看，當你搖晃麥片盒的時候，果仁下方會出現微小的間隙，而更小的麥片此時會趁虛而入，霸佔這個間隙，從而把果仁往上推。就這樣，果仁慢慢地浮到了上方，就像油從水裡浮上來一樣。

不僅是麥片，所有粉狀顆粒狀的東西都有這個性質。比如咖啡罐里總是更大的顆粒浮在表面。

因為巴西果效應的存在，久而久之，一盒麥片里上方的果仁就首先被倒完。

比大顆粒上浮更奇怪的是，大顆粒還會聚在一起。

2004年，英國諾丁漢大學的物理學家 Duncan A. Saunders 發現，大顆粒就像具有「社會性」一樣，在「動蕩不安」的情況下「抱團取暖」，聚在一起。

在震動時，大顆粒會聚在一起。

@DOI: 10.1103/PhysRevLett.93.208002

如果你有2種大小不同的珠子，也可以做這個實驗。像下面這樣放到試管里，然後加一點水搖一搖，就會發現2種珠子會分層，大珠子會抱團。

其實吧，巴西果效應是奇特的顆粒材料（granular materials，小顆粒物質組成的材料）的一種性質之一。在自然界中，雪花和沙粒都是典型的顆粒材料材料。從材料學的角度看，顆粒材料同時有固體、液體和氣體的性質，它們沒有單一的相（phase of matter）。

物理學家們到目前為止尚未找到所有影響巴西果效應的因素。一些研究發現，2種顆粒物質的密度比、氣壓、重力都會影響巴西果效應。

雖然我們對巴西果效應了解得並不透徹，但它在工業上有很多應用啊，比如篩選不同大小的顆粒什麼的。

雪崩時，也是大塊的雪球在上。在泥石流來襲時，也會觀察到大規模的巴西果效應，沉積物會發生分層。

泥石流過後，沉積岩上方的石頭更大，就是因為巴西果效應。

DOI: 10.1016/S1876-3804(17)30023-X

親愛的小夥伴們，

你有沒有嘗試「吃前別搖」？

想讓更多小夥伴看到你的作品？

可以把你拍到的照片發給我們哦~

你也可以把孩子的小名

一起發過來展示在我們推送中。

我們將每月抽一次獎，

送一期電子版《環球科學》！

讀者投稿

夏目漱石小朋友按照把科學帶回家的一期節目做的不可能的玻璃瓶：

不過癮，請戳

把科學帶回家

ID：steamforkids

給孩子最好的科學教育

轉載請聯繫 kids@huanqiukexue.com

長按二維碼關注我們

圖片非特別註明均來自網路。

為保護原創，參考資料儲存於石墨：

https://shimo.im/docs/hUkdDkLMNU0xm979

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！