在比较长的时间尺度上看 ， 沙粒的下落基本是均匀的 。不过留心观察会发现 ， 沙子下落时并不像水流那么顺滑 ， 而是以粗细并不均匀的“沙流”下落 。这种不均匀流动是气体压强的变化导致的 。沙子的下落阻碍了上下两层之间的气体流动 ， 当上层的沙粒减少时气体体积增大压强随之降低 ， 而下层的压强反之会升高 ， 压强差使沙流减速 。沙流减速后气体流动改善 ， 压强差减小 ， 沙流再次加速 ， 压强差增大 ， 由此循环往复产生类似振荡的效果 。
物理学顶刊PRL上曾经发表过研究沙漏中振荡现象的实验文章“Why hour glasses tick” ， 下图是他们文章中的实验结果 。

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他们用两种不同直径（81微米和41微米）的玻璃珠作为沙粒分别进行实验 ， 横坐标是下落的时间 ， 纵坐标是下落沙粒的总质量 。×5是因为41微米玻璃珠在相同时间内下落的总质量较小 ， 把质量数据×5方便读图 。这个实验结果和前面的分析一致 ， 沙流不是连续落下而是类似周期式成股落下 。图中的小图则是研究了不同大小沙粒每一股落下的质量 ， 可以看到沙粒直径越大每一股落下的质量越大（这个结论需要在一定直径范围内成立 ， 比如沙粒如果比沙漏瓶颈大那就无法落下） 。
上述的文章发表于1993年 ， 为了测量落下沙粒的质量还对沙漏进行了一些改装 。今天我们想研究这个问题十分简单 ， 只要用高速摄影拍摄一下沙粒落下的过程就能得到定性结论 ， 需要定量结论也只需选取一段时间对沙粒进行一下统计即可 。
关于这个问题更详细的解释可以移步参考资料中的内容 。
参考资料：「链接」
X-l. Wu, K. J. M?l?y, A. Hansen, M. Ammi, and D. Bideau, Why hour glasses tick, PhysRevLett.71.1363,1993
回答：老张
编辑：yrLewis
【每日一问54：沙漏计时均匀吗？】来源：中科院物理所

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