※器材：小鋼珠、透明塑膠盒蓋子

本實驗可以呈現類似原子結晶結構的各種隨機排列，能讓學生了解與鑑賞原子的排列與堆積情形。

圖一是以裝圖釘（或裝夾子）透明塑膠盒的蓋子製作的實驗裝置，將二個蓋子以膠帶固定，形成可以容納一層小鋼珠的縫隙（小鋼珠約佈滿約一半的面積），操作時將盒子直立，再旋轉或敲打盒子，讓小鋼珠隨機分佈，觀察小鋼珠所形成的圖案。

小鋼珠隨機分佈所形成的圖案千變萬化，有的形成規律排列的小方塊（如圖二），有的形成V形的線狀紋路以及小孔洞（如圖三），有的形成斜向的排列與三角形縫隙（如圖四）。版主使用的盒子只略大於名片（小鋼珠直徑約2.5毫米），如果使用更大的盒子，或是以更大的壓克力板製作（圖五），形成的圖案更為豐富有趣，操作時每次翻轉或敲打所呈現的碎形圖樣（fractal patterns）都不一樣。

觀賞實驗過程（18.0M）

本實驗最初是由加拿大藝術家François Dallegret於1966年的創作，稱為「Atomix」，意為「原子的混合（Atom-mixture）」，原始設計是以壓克力板製作邊長5英吋正方形的縫隙，並裝入六千顆直徑約3毫米的小鋼珠。由於極具教育價值，被發展為教育性玩具（educational toy）並已經商品化（參考資料1），而且也受到不少科學家的重視與討論（參考資料2～4）。因為在教學上可以呈現物質結晶的原子堆積，例如圖六的堆積空隙最大，圖七為最密堆積，以及圖八的結晶缺陷。如果製作的模型夠大，還可觀察到在搖動之後，最上層的小鋼珠在表面跳躍，可類比於液體或固體表面的蒸發或昇華現象。

1.使用裝圖釘盒子的蓋子，注意越硬越好，如果太軟，容易凸起而使小鋼珠重疊變成二層，就不容易形成漂亮的排列。由於底盒通常太軟，所以只使用蓋子。另一方面，大部分蓋子都太厚（太高），必須先以砂紙磨平，以使空隙只比小鋼珠略大，形成只有一層的堆積。

2.裝圖釘的塑膠盒子有不同尺寸，越大越好（小鋼珠則是越小越好）。在裝入小鋼珠時，務必注意不可以有雜物混入，以免干擾排列。

3.版主試過以光碟片空盒製作，但是由於材質較軟，而且周圍不容易平整的密封，因此不建議使用。而採用壓克板製作也相當簡易（製作招牌的商家可零售），建議可多利用。

4.更複雜的設計如參考資料5，操作現象相當有趣，建議務必觀賞。

5.在教學上，可以指導學生觀察與討論：(1)小鋼珠形成的圖案中，哪些代表最密堆積？每個小鋼珠相鄰接觸的小鋼珠有幾個？反之最鬆散的情形又如何？(2)圖案中形成的孔隙，有哪些形狀與特徵？（例如六角形、方形、V形等等）

1.Grand Illusions Ltd：http://www.grand-illusions.com/acatalog/Atomix.html

2.Turnbull, D., & Cormia, R. L. (1960). A dynamic hard sphere model. Journal of applied physics, 31, 674-677.

3.Koppelmann, G. (1990). Kristallisationsvorgänge im einfachen zweidimensionalen Stahlkugel-modell, Praxis der Naturwissenschaften. Physik, 39(6), 5-9.

4.Ucke, C., & Schlichting, H. J. (2011). Atom. Physik in unserer Zeit, 42(6), 302-304

5. YouTube 影片（必看）：https://www.youtube.com/watch?v=VLsLS74AM9o

6.YouTube 影片： http://www.youtube.com/watch?v=JTNS26izFB8

http://www.youtube.com/watch?v=IJXbBRAZCxM