鲁珀特之泪
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魯珀特之淚（英語：Prince Rupert's Drop；直译為「鲁珀特王子之滴」）、或鲁伯特水滴，又被称為荷兰泪（英語：Dutch tears）[1]，以萊茵河的魯珀特親王名字命名。是将熔化的玻璃靠重力自然滴入冰水中，就会形成这些如同蝌蚪状的玻璃泪滴。
这种玻璃有着奇妙的物理特性：泪珠本身就和实心玻璃没什么两样，然而如果挤压，锤击，甚至用手槍子彈射擊这种玻璃，它都安然无恙[2]；然而，若是抓住其纤细的尾巴、稍微施加一些压力，那么整颗玻璃泪就会瞬间爆裂四溅、彻底粉碎。
歷史
[编辑]17世紀，英國鲁伯特王子把熔化的玻璃液滴進水內造成玻璃珠。這種淚滴形的玻璃非常堅硬，就算以槌敲打也不會破碎。但是只要把玻璃滴尾部弄破，它便會突然爆碎成粉末。這種玩意還被帶到朝庭上，用來戲弄人，稱為鲁伯特水滴。
原理
[编辑]鲁珀特之泪碎裂的原理叫做“裂纹扩展”，源于其内部不均衡的压力：当熔化的玻璃滴入冰水中时，玻璃表面迅速冷却形成外壳，而壳下的玻璃还仍然是液态。等到核部的玻璃也冷却凝结时，由于体积变化，液态的玻璃自然而然地向着已经是固态的外壳收缩，导致靠近表面的玻璃受到很大的压应力、而核心位置则被拉扯向四周，受到拉应力。
当尾部遭到破坏时，这些残余应力迅速释放出来，使得裂纹瞬间传遍全体、支离破碎。据高速摄影技术观测，其裂纹的传递速度可达秒速1,450米至1,900米。[3]
它可以说是钢化玻璃的一种。
参见
[编辑]參考來源
[编辑]- ^ Amédée Guillemin. The Forces of Nature: A Popular Introduction to the Study of Physical Phenomena. MacMillan & Co. 1873 [2014-10-29]. （原始内容存档于2013-12-13）.[页码请求]
- ^ 存档副本. [2022-02-19]. （原始内容存档于2022-03-28）.
- ^ Mystery of the Prince Rupert's Drop - Smarter Every Day 86. [2013-03-23]. （原始内容存档于2021-05-31）.
延伸阅读
[编辑]- Albergotti, Clifton. Prince Rupert's drops in literature. The Physics Teacher. 1989, 27 (7): 530–2. Bibcode:1989PhTea..27..530A. doi:10.1119/1.2342858.
外部链接
[编辑]- Mystery of the Prince Rupert's Drop - Smarter Every Day 86 （页面存档备份，存于互联网档案馆） Video demonstrating the creation, processes, explanation, and multiple high speed recordings of a Prince Rupert Drop.
- Prince Rupert's Drop （页面存档备份，存于互联网档案馆） Video demonstrating the creation, strength, and explosive fragility of a Prince Rupert Drop.
- Video showing the making and the breaking of Prince Rupert's Drops from the Museum of Glass （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Popular Science article with video detailing Prince Rupert’s Drops （页面存档备份，存于互联网档案馆）