最近刷短視頻,看到到一個叫「意念爆杯」的魔術。魔術師一手拿著一個空的玻璃杯,在一頓玄乎的操作後,玻璃杯憑空炸裂。懷著好奇的心情查閱了一些相關資料,才發現原來謎底也並不那麼神秘。
「意念爆杯」這個魔術的原理,其實和「魯珀特之淚」非常的相似。我們先來聊聊「魯珀特之淚」。我們都知道「魯珀特之淚」兼具高硬度與自毀易碎性。它的頭非常非常堅硬,用子彈都打不破,但它尾巴就特別脆弱,一捏它就會爆炸。「魯珀特之淚」的製作方法非常的簡單,將玻璃熔化,熔化後滴到了水中,在冷水之中玻璃迅速冷卻,形成了一個長得像蝌蚪狀的物體。那麼為什麼魯珀特之淚會有這些神奇的性質呢?
其實這主要就是因為它的應力問題。簡單的說就是玻璃內部是有力的作用。我們知道普通玻璃內部,其實沒有什麼力的作用。當玻璃熔化之後滴到水中時,玻璃溫度很高,玻璃的外層遇到冷水,外層快速冷卻並且凝固。 但它的內層其實還沒有冷卻,內層是一個緩慢的冷卻過程。在冷卻過程中就會發生大家都知道的熱脹冷縮現象。所以它的內部,內層體積會收縮。在往裡縮的時候,它自然而然會往裡邊拽這個外層 。因此在這個外層的部分,就會存在一個壓應力。而內層的部分,則會出現拉應力。
一些資料上說的壓應力可以達到7000倍的大氣壓。相當於是把7噸的物體,壓在1平方釐米的一個大拇指甲蓋這麼大的面積上。我們想要讓玻璃破碎,首先就要克服這個應壓力,所以「魯珀特之淚」前端是非常非常堅硬的。而尾端因為這個地方它面積特別小,所以我們並不需要多大的力,就能破壞它這個結構。一旦把這個結構破壞了,玻璃內部的壓力和拉力的平衡就被破壞了。所以整個的這個水滴就會以一個很高的速度爆炸。
同樣的道理「意念爆杯」這個魔術,謎底就在於魔術使用的玻璃杯是經過特殊的處理,具有特殊的應力效應。杯子的製作方法應該是先將杯子的溫度先加熱至近熔融狀態。然後迅速冷卻杯子的外側。接著靜置一段時間,等杯子內側底部慢慢冷卻。因為它冷卻的較慢。所以會與外側堅硬的底部殘留一種拉扯的應力。這個時候只要想辦法在表面產生一個小裂痕。破壞玻璃內部的平衡結構,玻璃杯就可以瞬間碎裂。所以魔術師會在手心裡放上一個多個菱角的小鐵塊,在不注意的情況下放入杯中。在小鐵塊的撞擊下產生破壞應力平衡的力。
關於這個原理我們現在應用非常的廣泛。最出名的應該就是中國製造的鋼化玻璃。還記得《吉尼斯之夜》那個挑戰中國鋼化玻璃失敗,被撞得滿臉問號老外的視頻麼?不由得再次為中國製造而驕傲。鋼化玻璃除了硬度大、韌性好之外還有一個好處,就是碎了以後沒有稜角,它不會像普通玻璃那樣,有大小稜角容易割傷人。所以現在汽車玻璃使用的都是鋼化玻璃。當然,鋼化玻璃也有脆弱的地方,那就是它的邊緣,所以在汽車進水逃生知識裡面,都是說用尖銳的物體撬車窗底部,使車窗炸裂。這就是邊緣破碎。
現在各大景區開始流行玻璃棧道。為了提高鋼化玻璃的強度、防止鋼化玻璃破碎,一般都會使用鋼化夾膠玻璃。就是兩層鋼化玻璃中加一層PVB膜。當其中一層鋼化玻璃碎後,碎玻璃還是粘膠上。這樣強度就會大大提高。關於多層鋼化夾膠玻璃,其實我們最常見的就是銀行櫃檯的厚玻璃。