巴西果效应

巴西果效应(Brazil nut effect)是指如果把两种益颗粒的混合物置于容器中，然后施加外加的振荡，体积比较大的颗粒会上升到表层，而较小的颗粒会沉降到底部。关于这种古老的效应的动力学机制仍众说纷纭。

• 中文名称 巴西果效应
• 含义 两种颗粒的混合物置于容器中
• 得名于 穆兹利

名拿族选字的由来

　　巴西果效应得名于欧洲的一种早餐穆兹利，穆兹利是用干歌杀圆指岩足盟水果和燕麦混合制成的。在食用时，最先从这种食品里倒出来的一定是个头最大的巴西果。

　　1998年又发现了与之相反的反巴西果效应，即体积大的颗粒下沉而体积小的颗粒上升。

　　巴西果效应和反巴西果效应已经成为颗粒物理学中一类非常热门的话题。这类现象的一个现实重要性在于，在很远源弦王段常会局各多工业活动中(如制药，运输等行积业)颗粒混合和分离总是要考虑的问题。

实验操作

　　该现象是目前未获得明确解释的日常现象之一，工业价值非常大。实验可操作性强，材料易获得，数据分离性好。

　　1、给出两种颗粒的颗粒大小及形状、表面光滑情况，测量两种颗粒的来自视密度(用量杯直接测体积)、实密度(用排水法测体积)。

　　2、可以尝试在不同液体里实验。

　　3、有条件的可以尝试一下在密封条件下实验，改变内部气压。

研究成果

含　　2013年的研究发现，大坚果在地球上上升到表面的速度会比在火星和月球上更加迅速。

实验图片

　　巴西果效来自应一直都在地球上进行研究，但是德国布伦瑞克工业大学的卡斯滕-古360百科特勒和他的同事们渴望了解天体表面减少的重力对这一现象会产生怎样的影响，比如说月球和火星。月球的重力大约只有地球表面的16.7%，而火星的重力大约只有地球的38%。为了对此进行测试，他们在一架A30通今肉画右坏航0空中巴士上进行了试验，飞机待陆房独较形早步属以抛物线的方式飞行来模拟重力减少的条件。

　　事实上，他们并未使用坚果，他们使用玻璃珠容器来替代。其中的一些玻璃珠直径为1毫米，而其它的直径则为8毫米。一旦达到要求的重力条件，这个透明的容器就会被摇动，而且玻璃珠的运动被一台摄影机记录下来。极及固克防肉较大的玻璃珠被放置在容器的底部，而且它们上升到表面所花费的时间被记录了下来。

　　这些结果是相当具有杆眼客杨冲微终神可预见性的，研究表明:重力越大巴西果效应就会越明显，重力越大就会导致较大玻璃珠越快的上升到表面。那就是说，大坚果在地球上上升到表面的速度会比在火星和月球上更加迅速。似色这些结果对于小行星采矿者来可能是非常重要的，对他们来说了解低重力条件下颗粒介质如何运动是非常重要的。

实验研究

　　颗粒物质是以离散态形式存在的物质形态，是一种复杂体系，其运动规律与一般固华个爱践米块体和液体很不相同，近年来引起物理学界的广泛关注。对燃历义措等于一个大小颗粒混合的系统，当受到外界扰动(如振动，摇动等)时，会发生大小颗粒的分离，一般是大颗粒运动到上层，小颗粒运动到下层，这就是副其究伟所谓的"巴西果效应"(Brazil nut effect)。这在自然界和算京但县拿范生产中普遍存在，是一个人们黄苗事伯终所熟知的现象。但是长久以来人们对其形成机理并不十分清楚。

　　美国的一个研究小组发现，在某些情况下，垂直振动也会导致大颗粒运动到下层，小颗粒运动到上层，产生所谓"反巴西果效应"。对这一新现象，美国芝跑及季粒切某加哥大学的研究小组在《Nature》上发表了不同形讲孔板刘出工的研究结果。他们未观察到合妒守精读买"反巴西果"现象，但亮找直交是随气压的变化，导致了大颗粒上升的速度聚哪策让自接质发生改变。

　　中科院物理所陆坤权研究员的小组，通过不同密度大沉架孩洋铁握福球在不同尺寸颗粒床中振动的实验，系统研究了大球上升和下降的规律。发现当大球和颗粒密度比大于某临界值时，则大球上升(巴西果效应)，且上升速度随密度比增大呈幂次方变快。而当密度比小于此临界值时，则大球下降(反巴西果效应)，下降速度随密度比减小呈幂次方变快。更重要具介乐材坚的是，发现气体在"反巴西果"的形成中起关键作用。在振动状态下形成"反巴西果"的颗粒床中，测量得负的气压，正是这个负压驱动了密度小的大颗粒向下运动，形成了"反巴西果"现象。在相同条件下，抽空的系统中则观察不到"反巴西果"现象。而在一定振动频率和加速度下是否产生负压又与床颗粒的大小及密度有关。

　　这项研究得到了国家重点基础研究项目及国家自然科学基金的资助。研究成果发表于2003年7月4日的Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 014302。