其他

爆米花物理學

幫艱澀的科學原理加點調味吧!

撰文/納維爾(Rachel Nuwer)
翻譯/林慧珍

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爆米花物理學

幫艱澀的科學原理加點調味吧!

撰文/納維爾(Rachel Nuwer)
翻譯/林慧珍


美國人一年要吃掉170億桶爆米花,製作爆米花的過程看似簡單,但背後的物理學仍未經全面探究。目前關於爆米花的冷知識多半源自商業研究,例如96%的玉米粒會在180℃爆開。法國一名物理學家兼航空工程師決定自己來探究爆米花爆裂的熱力學和聲學特性。


堅硬的玉米粒爆開成蓬鬆的零嘴,這個過程基本上是:熱導致玉米粒內含有的水份沸騰,使壓力升高,直到蒸汽衝破外殼。但研究團隊利用高速攝影機,得到一些新發現:玉米粒的澱粉受熱後,會先形成腿狀的突出物(右圖)。根據科學家在《皇家學會介面期刊》的描述,當這個突出物接觸到鍋子或袋子底部後,會像彈簧一樣壓縮再伸長,使玉米粒在空中跳起並翻觔斗。法國理工學院的航空工程師威洛(Emmanuel Virot)是論文的作者之一,他說:「就像人類跳躍時也會壓縮肌肉再伸展。」


研究人員還用非常靈敏的麥克風收錄玉米粒發出的聲響,發現這個看電影必吃的零嘴特有的「啵」聲響通常出現在玉米粒爆開後約100毫秒。因此,聲響的來源並非玉米粒裂開。研究人員猜測,造成聲響的原因是受熱蒸汽衝出澱粉外殼所發出的。這些「美味的結果」可能有助於學生了解艱澀的物理觀念,如同這篇論文的另一名作者、法國國家農業研究院物理學家波諾馬倫科(Alexandre Ponomarenko)所言:「這項研究的真正目的,是讓物理教師能用有趣的方法在課堂上展示這些概念。」


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