連子彈都不怕的魯伯特之淚,用液壓機試試會怎樣?實驗結果讓液壓機尷尬了
有這麼一種神奇的玻璃珠子,外表形狀如蝌蚪般,看起來很普通,但關於它的謎團卻困擾了科學家們長達4個世紀之久。
它的名字叫魯伯特之淚,神奇之處在於它淚珠部分異常堅硬,用錘子狠狠敲擊依然毫髮無損,就算被子彈擊中,遭殃的也不是它。
子彈在撞擊的瞬間破碎
但它卻有一個弱點,那就是它細長的尾部,只需親親一捏,整個淚珠就會瞬間爆裂成粉末。
既然子彈對它來說不過是以卵擊石,
一般來說,一粒魯伯特之淚可以抗住8噸的壓力,但在視頻裡,已經遠遠的超過了這個數字,一度達到了20噸的力才碎掉。
這種神奇的玻璃最早出現在17世紀,當巴達維亞的魯伯特王子,
1661年,魯伯特之淚被移交給英國皇家學會以供研究,然而經過四個世紀的鑽研,魯伯特之淚的秘密才被解開。
魯伯特王子
原來魯珀特之淚碎裂的原理叫做「裂紋擴展」,
魯珀特之淚的製作是需要將熔化的玻璃滴入冷水中,而這個過程會讓玻璃外表迅速冷卻並凝固,但此時中心仍然是流動的。
玻璃外部冷卻收縮比內部更快
待到中心最終冷卻並凝固時,會使表面對內部產生強大的抗壓應力,
拉應力通常導致材料斷裂,如同把紙撕成兩半,但如果把拉應力變成壓應力,裂紋就會難以擴散。
用交叉偏振光鏡可以看到壓力的分佈
這意味著只要這種應力保持平衡,魯伯特之淚就能夠保持穩定,
但如果你打破了尾部的薄玻璃,尾部的淺裂紋就會沿著「魯珀特之淚」的軸線,深入頭部和交界面,這會使得原本平衡的應力被釋放,導致魯珀特之淚爆裂。
據高速攝影技術觀測,其裂紋的傳遞速度可達秒速1450米-1900米,這可是5倍的音速了。
因為內部不均衡的壓力,才讓魯伯特之淚變得強大,這一點,也被應用來製作鋼化玻璃。
製作鋼化玻璃時,會噴射冷空氣用來快速(但不能太快)冷卻熱玻璃板的表面,產生更溫和的內部張力,而表面始終保持壓縮狀態。
這也是為什麼鋼化玻璃非常堅固,
既然我們知道了魯伯特之淚的弱點,那怎麼才能做一個沒有尾巴魯伯特之淚呢?