甚至科學家也玩食物

你有沒有被告知不要玩食物?也許被告知這不禮貌或者不尊重餐桌上的其他人?

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


玩食物可以是真正消化科學概念的好方法(左下影像:Jstuby)

你有沒有被告知不要玩食物?也許被告知這不禮貌或者不尊重餐桌上的其他人?

我有一個秘密要坦白:有時我會玩食物。


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我忍不住!在我的一生中,在科學課上或其他場合,我學到了一些東西,它們一直伴隨著我——我就是忍不住。下面概述了三個最嚴重的“罪魁禍首”。

酸奶張力裂隙

背景:作為一名構造地質學家,我花了很多時間盯著變形的岩石,試圖弄清楚它們是如何變成那樣的。隨著時間的推移,巨大的構造力、斷層的移動等等。現在看看下面的例子。你認為這些裂縫是如何在較深的砂岩中形成的,以便稍後可以用白色礦物填充?為什麼它們會像那樣成排排列?究竟是什麼可能導致了這種特徵的形成?

砂岩中的雁列張力裂隙(圖片來源:Jstuby)

食物:一罐新鮮開封的酸奶(最好是原味且不含太多糖)。你剛剛剝開了容器的頂部,正盯著未受干擾的表面,就像新落的雪一樣誘人。你可能很想直接挖進去開始吃,但我的構造地質學教授告訴我,這種未受干擾的酸奶不僅僅是一種零食:它是一個微型實驗室。

新鮮的酸奶——蘊含著美味和科學的無限可能

玩食物:將你的拇指和食指放在酸奶容器的相對兩側,然後輕輕地向彼此擠壓,你可以創造出你自己的張力裂隙帶!它們可能沒有砂岩中的那麼漂亮,但它們肯定更容易製作。看看你的手指施加力的方向與裂縫張開的角度之間的角度——你可能會感到驚訝!

酸奶,現在有剪下力了!好了,現在你可以吃了。

風天裡的冰淇淋

背景:天氣炎熱,你很幸運能吃到冰淇淋甜筒。一切都很順利。今天可能令人不舒服地炎熱,但冰淇淋正在幫助你感覺涼爽一點。突然,開始起風了。多麼美妙!風吹過你感覺比停滯的炎熱天氣好一點。但是等等,看起來你的冰淇淋現在融化的速度比你吃得還快!這是怎麼回事?你感覺到有風更涼爽,那麼為什麼你的冰淇淋現在到處都是?

兩個非常相似的冰塊,剛從冰箱裡取出

食物:由於這個例子是關於冰淇淋的,你可能會驚訝於食物本身不是冰淇淋。由於這涉及到讓東西融化,使用冰淇淋的損失太大了。相反,這涉及到兩個冰塊。

放在風扇前的冰塊一號。

玩食物:我通常在颳風的日子裡這樣做,方法是從我的玻璃杯中取出兩個冰塊,並將一個放在露天,另一個用玻璃杯或其他東西擋住風。對於下面的例子,我將兩個大致相同大小的冰塊放在配套的盤子上,並將它們放在客廳裡。一個能夠不受干擾地放置。另一個放置在約 4 英尺遠的地方,在設定為最高檔的風扇前面。對於不受干擾的冰塊,它周圍的空氣開始冷卻下來,在其與可能導致其融化的溫暖空氣之間形成屏障。但是風扇前的冰塊沒有這樣的機會。讓它暴露在恆定的室溫空氣流中,而沒有給它機會冷卻空氣,這意味著冰塊開始以明顯快於其對應物的速度融化。請參閱下面 2 分鐘和 6 分鐘時的比較。

未受干擾的冰塊(左)和風扇前的冰塊(右)在兩分鐘(上)和六分鐘(下)後的差異。

扭轉測試椒鹽脆餅乾棒

背景:當工程師和材料科學家想要了解材料的特性時,他們會對其進行一系列測試。這些測試幫助工程師瞭解這些材料可以用於什麼——在建築物、車輛、電子產品等中。雖然這些測試通常在實驗室中使用專用裝置對鋼、鋁或鐵件進行,但沒有任何理由你不能測試其他材料——比如你的食物。

食物:我們家通常使用椒鹽脆餅乾條或較厚的椒鹽脆餅乾棒,但也可能適用於脆皮面包棒或任何其他長而脆的食物,你可以用手指將其扭轉到斷裂點。請注意,這需要一些練習。在多次嘗試建立一張值得拍照的樣品失敗後,我請來了我的丈夫——他是一名受過訓練的土木工程師——他會在吃掉每一根椒鹽脆餅乾之前強迫性地進行扭轉測試。每一根都是如此。

在相反方向扭轉椒鹽脆餅乾的兩端可以讓你在舒適的廚房裡測試扭轉。

玩食物

握住椒鹽脆餅乾的兩端並扭轉,儘量不要彎曲或拉扯椒鹽脆餅乾。椒鹽脆餅乾和其他脆性材料很容易在張力下斷裂,所以如果你用力拉扯或彎曲它,椒鹽脆餅乾會以平坦的邊緣裂開。如果你只是扭轉長的椒鹽脆餅乾棒,椒鹽脆餅乾中的張力與椒鹽脆餅乾棒的方向成 45 度角。因此,裂縫會想要沿著螺旋線向下延伸到杆的長度。你可以從圖片中看到,如果你扭轉得恰到好處,裂縫會像螺旋一樣圍繞整個椒鹽脆餅乾旋轉,然後才會斷裂。

常駐土木工程師測試的特寫照片樣本。

雖然我不建議你打斷正式的晚餐來講述你的冰塊融化的速度,但我承認我也知道玩食物可以提供資訊——而且,是的,很有趣。

圖片

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:En_echelon1.jpg

所有其他圖片均為我本人所有

Amanda Baker is a science communicator and outreach advocate. She has a geoscience PhD from Cornell University and has managed open-access, academic journals as well as the outreach journal Frontiers for Young Minds. She is currently writing and editing science content for kids, from curriculum materials to magazines like Smore. She has served as a Science Olympiad national event supervisor and taught a first-year writing seminar on sustainable earth systems while at Cornell.

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