「魯珀特之淚」到底是什麼東西?

2021-02-08 機械公民


機械公民給您分解，讓您體會這種黑科技之美 


玻璃是我們生活中最常見的易碎品

然而有一種神奇的玻璃大家見過沒有

它長得像個拖著尾巴的小蝌蚪

強大到能承受住數噸壓力

很不容易破壞

▼

卻也會因為一個弱點而

瞬間爆裂粉碎

▼

據說發現它的是一位名為魯珀特的王子

所以它俗稱為「魯珀特之淚」

▼

然而這種神奇的玻璃

只不過是普通的玻璃

熔化後的玻璃靠重力

自然滴入冰水中快速冷卻

就會形成魯珀特之淚

▼

淚珠本身就和實心玻璃沒什麼兩樣

但手指大小的淚滴

液壓機也要20噸才能壓碎

▼

然而若是抓住其纖細的尾巴

稍微施加一些壓力

那麼整顆玻璃淚就會

瞬間爆裂四濺、徹底粉碎！

▼


那魯伯特之淚破碎的原理是什麼呢？

機械公民將為您娓娓道來！


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

▼


當熔化的玻璃滴入冰水中時，玻璃表面迅速冷卻形成外殼，而殼下的玻璃還仍然是液態。等到核部的玻璃也冷卻凝結時，由於體積變化，液態的玻璃自然而然地向著已經是固態的外殼收縮，導致靠近表面的玻璃受到很大的壓應力、而核心位置則被拉扯向四周，受到拉應力。


用交叉偏振光鏡
可以看到壓力的分布

▼

當外部遭到破壞時

這些殘餘應力迅速釋放出來

使得裂紋瞬間傳遍全體、支離破碎

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

▼

從子彈射擊淚滴的高幀數捕捉中

可以清楚的看出端倪

子彈都擊不碎淚滴頭部

卻因為震動的傳遞

導致最脆弱的尾部碎裂引發淚滴爆裂

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那麼這種黑科技你get到了嗎？

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