巴西果效应(Brazil nut effect)是指如果把两种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至今仍众说纷纭。

巴西果效应名字的由来

实验操作

实验研究

巴西果效应名字的由来

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，在很多工业活动中（如制药，运输等行业）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。

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体和液体很不相同，近年来引起物理学界的广泛关注。对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，这就是所谓的“巴西果效应”(Brazil nut effect)。这在自然界和生产中普遍存在，是一个人们所熟知的现象。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，美国芝加哥大学的研究小组在《Nature》上发表了不同的研究结果。他们未观察到“反巴西果”现象，但是随气压的变化，导致了大颗粒上升的速度发生改变。

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。