谷物圈效應(yīng)

魔力科學小實驗

你觀察過水池和汽水表面的泡沫嗎？無論開始狀態(tài)如何，靜置一段時間之后，泡泡總是會傾向于變成兩種狀態(tài)：要么聚在一起，要么貼在邊上。很少有零星的小泡泡獨自游蕩。

其實，不止是泡泡，很多漂在水面上的小尺寸的物體，也會出現(xiàn)聚集在一起的現(xiàn)象。

這種現(xiàn)象最早是一名物理學家在吃谷物圈時發(fā)現(xiàn)的。“ 谷物圈效應(yīng)”這一專屬名稱由此誕生。

你可能從沒想過在餐桌上就能發(fā)現(xiàn)很酷的物理知識。漂浮在牛奶上的谷物圈要么擠在碗的中央，要么堆在碗邊。盡管這讓我們吃起來很方便，但這是為什么呢？

谷物圈，瓷碗，純牛奶。

1 首先，將純牛奶倒入瓷碗中

2 將谷物圈撒到碗里后，會發(fā)現(xiàn)它們要么擠在碗的中央，要么堆在碗邊。

3 仔細觀察谷物圈，會發(fā)現(xiàn)它們猶如一座座“小山包”漂浮在液面上，并使周圍的液面呈凸起狀。

4 就算試圖用鑷子將其分離，不久，谷物圈還是會自行聚攏。

當小物體漂浮在液體表面時，其實會產(chǎn)生兩種情況：一種是像谷物圈那樣，浸沒在水中被浮力托起;另一種是像水中的曲別針、圖釘、硬幣那樣，被表面張力托住。

它們都造成了附近液面的彎曲，從而讓漂浮著的物體產(chǎn)生了聚攏的趨勢。不過 ，這其中卻有著細微的差別。

如果靠浮力漂浮的物體，遇到靠表面張力漂浮的物體，它們會彼此吸引還是相互排斥呢？

谷物圈讓牛奶液面產(chǎn)生了形變。谷物圈周圍和碗壁附近的液面凸起，所以，兩個“小山包”靠近時就會合并，紛紛聚在一起;“小山包”靠近碗壁凸起的液面時，又會貼近碗壁。

靠浮力漂浮的物體，遇到靠表面張力漂浮的物體，互相貼近時，是一個凸起的液面和一個凹陷的液面相鄰;此時，表面能（表面粒子相對于內(nèi)部粒子所多出的能量）反而會增大，根據(jù)能量最低原理，它們會趨向于遠離彼此，從而在宏觀上表現(xiàn)出相互排斥的現(xiàn)象。各位小讀者不妨親自做實驗驗證一下。