这个迷之小玩具，让科学家们玩到停不下来 | 科学DIY

本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育

我们平常在科学课上学习到的化学和物理的微观过程，比如结晶和蒸发，是不是很抽象难懂？实际上这些科学现象可以用简单的玩具来演示哦！

有了今天教的玩具，你就能够更好地理解结晶和蒸发是怎么回事了。

关键概念

结晶、蒸发

材料和工具

一样大小的小钢珠若干斤（某宝有售，价格不贵），钢珠的直径越小越好（3毫米效果很不错）

比较坚固的方形透明塑料/玻璃盒子，CD盒比较容易破，建议用厚一点的材质

一根筷子

操作步骤

实验操作很简单，就是把小钢珠倒到透明的方形容器里，然后用筷子拨弄盒子里的钢珠，就可以观察小钢珠排列出的千变万化的图案啦！

实验原理

神奇的玩法：

这个精巧的玩具叫做 Atomix，最初是加拿大艺术家 François Dallegret 在1966年设计的，纽约现代艺术博物馆（MOMA）也把这个小装置收录到了馆藏中。它就像一个万花筒一样，可以排列出各种不同的形态，简直千变万化，令人目不暇接。

那么，这个玩具里有什么科学呢？

如果你注意观察细节的话，就会发现小钢珠的排列具有规律性和周期性，它们会形成正方体，三角形等形状。这就类似于原子形成的晶格。

 ▲ 晶格就是原子周期排列形成的小格子

你明白了吧，这个玩具并不简单，它可以模拟二维的结晶现象。另外在 Atomix 中，你不仅可以看到排列有规律的小钢珠，还常常能看见一些异常的空洞，那就是结晶过程中常常发生的晶体缺陷（crystallographic defect）。

如果你的玩具够大，你还可以观察到一个非常奇特的现象——一些钢珠在“钢珠海”表面左弹右跳停不下来，这相当于液体表面发生的蒸发现象。

用这个乍看之下并没有复杂的机械原理的玩具，你可以更好地理解结晶、蒸发等微观物理化学现象。

你在玩的时候，可以思考一下，哪种排列方式更密？哪种更疏松？钢珠可能有多少种排列方式（晶格的几何形状可以有多少种）？

亲爱的小伙伴们，

你有没有尝试“原子珠”？

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图片及参考资料来源：

https://www.physics.utoronto.ca/~phy326/spec/

https://www.youtube.com/watch?v=VLsLS74AM9o