|
玻璃自从被人类发明出来后，就逐渐在人类的生活中占据着重要的作用，现在更是几乎每天都能见到和使用各种玻璃制品。 " X& d5 _3 F2 ?, X5 E }) i0 G
玻璃给人们的印象就是透明，美观，还有就是易碎了，但是有这么一个玻璃制品，可能会颠覆你对玻璃易碎的认知。 : ^$ X8 ~, X. s5 I* T
鲁珀特之泪‍将一块普通的透明玻璃，对其进行加热至600℃左右，此时的玻璃就会开始软化，并出现拉丝状。
/ Y! }5 F9 ~6 r% W
此时让软化的玻璃在重力的作用下缓慢下垂，最后一部分玻璃会自然脱落，要让这部分脱落的玻璃掉入到冰水中。 " b5 y# O; c6 k
 8 I1 w: H. T7 q0 B
9 R+ b5 _5 _* P. U让其快速冷却，立即凝固成具有特殊的蝌蚪形状，这个过程类似于现代制造钢化玻璃的过程。
! o/ H6 ^# k' |, [+ K+ |& x& |
当玻璃完全冷却成型后，就会变成具有圆头和长尾巴的蝌蚪状，是非常有意思的一个小玩意儿，人们就将这个东西叫“鲁珀特之泪”。 1 L- t+ [# j' t7 u$ h3 e
) D! f o" Q* h' F S* ?7 G5 d0 O2 y8 `- [5 A- W9 B
鲁珀特之泪，看到这个名字应该都会觉得很有意思，据记载，在英国有一个非常喜欢玩玻璃的王子，他在偶然间制造出了小蝌蚪状玻璃，而在制造的这个过程就好像滴下的一滴眼泪，所以就有人将这个新东西称之为“鲁珀特之泪”。
2 u0 g" G! ]+ M( U( J+ c$ s
 7 m' A" ?1 Q* n! H# P, ]7 ]* ^0 G
8 e0 e4 _, X. R4 d: R, R0 f后来人们通过研究发现，这并不是一个简单的玻璃，它还具有非常独特的特性，这个蝌蚪状小东西，不但有着非常坚硬的圆头，还有着非常脆弱的尾巴。
* J" u- _& w c. V* _
鲁珀特之泪的圆形头特别的坚硬，普通的一块小玻璃一击即碎，而鲁珀特之泪的圆形头用锤子都不能将其击碎。 + }2 Q5 K. {+ m P) a E
]9 `5 w0 H# e
7 E. l( w" k5 s9 k! A: W研究发现鲁珀特之泪圆形头部，每平方厘米能够承受7吨的压力，这使其具有某些特殊钢材的强度。
+ N4 h- H; ` e' @8 [9 o( ~
而与圆形头部的坚硬相比，它的尾部则是异常脆弱，甚至比普通的玻璃还要脆弱，甚至用手都能让尾部破碎，并且随着尾部的破碎，还会随之让圆形头部也一起瞬间破碎。
" n4 W4 V. k0 t0 h) o1 S
 # _0 `, N9 a: F: b
2 W9 a$ r; Y3 D3 G$ ^- ~8 Y% {( q
也就是说鲁珀特之泪的头部非常坚硬，而尾部却异常脆弱，如果先破坏尾部则整个鲁珀特之泪也会瞬间分解破碎，研究表面，通过以每秒近一百万帧的速度拍摄破碎过程，可以看到裂纹从尾部以1500米每秒以上的速度传播崩解。 4 j* u! M) }& v" o) Q5 q7 Y/ X
鲁珀特之泪破碎原理‍
+ @% L, Z/ v" p/ j2 O5 }尽管研究人员一直试图弄清楚是什么原因，导致了这些鲁珀特之泪拥有这些不寻常的特性，但直到利用现代技术和设备才使研究人员得以彻底了解到其中的原理。
8 H5 Z3 B% T1 x
在上世纪末，英国的普渡大学和剑桥大学利用高速分幅摄影技术观察了鲁伯特之泪的破碎过程；从他们的实验中得出的结论是，每一滴鲁珀特之泪的表面都承受着很高的向内压力，而内部则承受着很高的向内拉力，所以就会在其表面形成很强的保护层。
0 Y! P; q' M$ ]4 J
然而，又出现了另一个疑问，压力是如何在整个鲁珀特之泪中分布的，使其整个鲁伯特之泪的坚硬程度分布不均匀。 ! x( I" D" P+ E' q
 0 C ~1 Y& @* Q3 Y9 }2 D. ^% v
- Z' f" K3 r; W8 C' U鲁珀特之泪很容易通过将炽热的玻璃熔化后滴入冰水中制成，这是因为玻璃液滴能在水中快速冷却成型，并不需要再次加工。 : C0 d1 I* Z: @5 ~0 I3 l7 _/ b
在冷却的过程中，首先是外部快速冷却成型，而内部则会缓慢地冷却，也就是外部比内部冷却得快；当外层成型变硬后，内部在冷却的过程中会出现收缩并对冷却的外层产生拉力，这就会让外层变得更加坚硬。 ; W% L( Q2 s0 e; h
整个鲁珀特之泪都是由这层坚硬的外壳来保持压力平衡，所以只要保持平衡就很难将其破碎，并且这种表面保护层还很薄，约为整个圆形头部直径的10%。
2 l6 ]" ?/ a; ^( u& B/ S
. K7 x! n0 {: b* ~5 k w
" m0 w2 ]7 N- X4 `6 ~) N+ ]但是其尾部却异常的脆弱，这是因为鲁珀特之泪尾部虽然也同样有坚硬的外层，但是太细了，坚硬的外壳面积就较小，因此破坏它所需的力要小得多，也就更容易出现裂纹。 6 P% d9 U7 R/ F6 C% U. I5 e
鲁伯特之泪保护层只要有一处被打破后，就会出现裂纹，随之打破其内部拉力和压力的平衡，导致全部破碎，所以当尾部出现裂纹后，就会随之迅速延伸到圆形头部，使整个鲁珀特之泪破碎。 # p, g" D; h3 p% p9 }! e! G
* [1 X, y1 u$ m! o+ M% o& Y5 u) T' p' J
而鲁珀特之泪圆形头部到底有多硬，国外很多小伙伴用尽了很多的办法来破坏它，就来看看吧。 : a. W8 z8 g/ K: W& A8 u
用锤子敲没有丝毫反应
2 g4 N( b. ^. R0 ? ?6 X
9 u$ o5 q+ Y" ? e4 O- Q
" t$ @9 [9 h( k6 e2 K0 b# f用子弹也不能完全让其破碎 ; c9 }# C* Y9 Q3 F) W8 i6 o
5 Q9 x' X8 ~2 r9 c6 V. S% \6 p' C2 I* ~6 A1 c
最后上液压机试试
+ d% Y0 B# L3 C4 B6 b! T) S9 ^
$ W L, H3 F W' v9 ]2 J" r8 p& C& q# T; a; Q
这么狠吗，完全不把液压机放眼里，应该是下面的铁块软了点。
1 L4 b+ i4 j" d# v. n3 V& {
再换一个铁块试试，最后终于破了。 r7 o! r9 o+ P# g- ^
 ( j' E5 h) n1 z1 M" }
3 q$ _5 f% X2 q; @2 H3 d鲁珀特之泪的应用‍
& E7 w* P5 A/ a( J v# I' Z- F其实鲁珀特之泪不仅是结构有意思，其原理在社会很多领域都有使用，例如说普遍使用的钢化玻璃，就是利用其原理制成的。 , S# v% L7 G [! S# [+ ]
钢化玻璃的制造过程跟鲁珀特之泪非常相似，也是将玻璃原料加热熔化，再让其快速冷却，也同样会让钢化玻璃表面快速冷却，内部在缓慢冷却后，就会形成向内的压力和拉力。
, P% U, ?0 N* }! G4 d/ H3 ? B
这让钢化玻璃具有很大的强度，在破碎过后并不会出现块状或者棱角，而是出现放射开的小块和裂纹。 h8 z+ D* i5 v/ z6 v3 S, h! e
钢化玻璃虽然坚固，但是也有脆弱的地方，那就是边缘，而这就与鲁珀特之泪的尾部一样的，只要打破了其表面这层保护层的结构平衡，整块玻璃也就会随之全部破碎。
. U' z3 |9 n( y
$ W4 s4 o# i1 k& Q- T) X4 _
; K+ W" R8 M/ u1 D所以，在一些场所需要破坏钢化玻璃来逃生时，只需要先破坏钢化玻璃的边缘，就能破碎整块玻璃。 _7 I6 w0 P# G& J A
很多人都认为玻璃是现代才被发明出来的，其实它被发明出来已经有几千年的历史了，并在社会的各个领域为人类服务。
2 Y8 ?3 X9 x# R. s, ~ | 
发表于 2022-12-30 10:21:07
