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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,

那用如今非常火的液壓機試試, 看看它能堅持多久?

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,

把它獻給英格蘭的查理二世時, 魯伯特之淚神奇的特性便開始名聲大噪。

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」,

源於其內部不均衡的壓力。

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,

但這種壓應力會被內部的拉應力抵消。

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, 可承受巨大的外力衝擊。

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,但最終會破碎成數千塊的原因。

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?

可承受巨大的外力衝擊。

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,但最終會破碎成數千塊的原因。

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?

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