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美國人每年吃掉超過 170 億夸脫的爆米花,然而,這種看似簡單的零食的一些生物力學特性仍然是科學的盲區。大多數現有的爆米花瑣事——例如,96% 的玉米粒在華氏 356 度時爆開——都源於商業研究,因此一位法國物理學家和航空工程師親自著手細緻地研究爆米花爆開的熱力學和聲學特性。
從堅硬的玉米粒到蓬鬆的食物碎屑的基本過程很簡單。熱量導致玉米粒澱粉質內部的水沸騰,積聚壓力,直到蒸汽衝破外殼。但是,藉助高速攝像機,這個團隊發現了一些新的東西:受熱玉米粒內部的澱粉首先形成類似腿部的附屬物。正如科學家們在《英國皇家學會介面雜誌》中描述的那樣,腿與鍋底或袋子底部接觸後,會像彈簧一樣壓縮和釋放,將玉米粒彈到空中並使其翻滾。“這與我們人類跳躍非常相似,因為我們也壓縮肌肉並釋放它們,”合著者、當時在巴黎綜合理工學院的航空工程師埃馬紐埃爾·維羅特說。
研究人員還使用超靈敏麥克風監測了這種經典電影零食的運動,發現典型的“砰”聲通常發生在玉米粒裂開後約 100 毫秒。因此,玉米粒的裂開不是聲音的來源。研究人員反而懷疑是內部受熱的水蒸氣袋在衝破澱粉質外殼時發出噪音。這些美味的結果可能有助於為學生闡明覆雜的物理概念。正如合著者、現任法國國家農業研究所物理學家的亞歷山大·波諾馬連科所說:“這項研究的真正目的是為物理教師提供一種有趣的方式,在課堂上展示所有這些概念。”