比子弹还坚挺的鲁伯特之泪玻璃,自毁速度却高
鲁伯特之泪:神奇的玻璃制品展现独特强度与脆弱性
尽管有了玻璃的存在,但如果换一种威力更大的攻击方式或者持续射击,仍有可能击碎。有一种名为鲁伯特之泪的玻璃却能够让射击的撞得粉碎。它的特殊强度让人不禁好奇,这究竟是一种怎样的玻璃制品呢?接下来,我们将一起探讨鲁伯特之泪的原理解析。
鲁伯特之泪是一种外形酷似蝌蚪的玻璃制品,虽然看似普通,但其性质却与众不同。它的泪珠部分异常坚硬,即便使用锤子敲击也毫发无损。只要其细长的尾巴被稍微用力捏碎,整个玻璃珠就会瞬间爆裂成粉末。这一神奇现象让科学家长达400年的时间里困惑不已。
鲁伯特之泪的坚硬程度令人难以置信。在YouTube上,你可以找到视频证明其惊人的耐用性。这种神奇的玻璃最早出现在17世纪,当时巴达维亚的鲁伯特王子将五颗这样的奇物献给了英格兰的查理二世,从此鲁伯特之泪开始名声大噪。
经过四个世纪的钻研,科学家们揭示了鲁伯特之泪兼具高硬度和自毁易碎性的秘密。这种玻璃制品表面的冷却速度比内部快,导致表面对内部产生强大的抗压应力。这种压应力被内部的拉应力所抵消,使得鲁伯特之泪能够在保持平衡的同时承受巨大的外力冲击。通常情况下,玻璃的裂纹会迅速扩散到内部导致碎裂,但鲁伯特之泪的内外交界面能够将外力引向一边,使得裂纹无法扩散。
如果尾部被破坏,尾部的浅裂纹会沿着鲁伯特之泪的轴线深入头部和交界面,造成巨大的破坏。这会导致原本平衡的应力被释放,使得鲁伯特之泪瞬间爆裂。普渡大学的博士后研究员库什克·维斯瓦纳坦解释说:“拉应力通常导致材料断裂,但如果把拉应力变成压应力,裂纹就会难以扩散。”这就是鲁伯特之泪头部的特殊之处。
鲁伯特之泪碎裂的原理被称为“裂纹扩展”,源于其内部不均衡的压力。当熔化的玻璃滴入冰水中时,玻璃表面迅速冷却形成外壳,而壳下的玻璃仍然是液态。随着核部玻璃冷却凝结体积变小,液态玻璃拉着固态外壳收缩,导致靠近表面的玻璃受到压应力,核心位置也受到拉应力。当外部受到破坏时,这些残余应力迅速释放,使得裂纹瞬间传遍全体、支离破碎。据高速摄影技术观测,裂纹的传递速度可达秒速1450米至1900米,这是音速的五倍。
鲁伯特之泪是一种充满神秘和神奇的玻璃制品。它的独特性质让人们不禁对其产生好奇和探索的欲望。通过了解其原理和结构,我们可以更好地理解这种玻璃制品的强度和脆弱性之间的平衡关系。