魯珀特之淚
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魯珀特之淚(英語:Prince Rupert's Drop;直譯為「魯珀特王子之滴」)、或魯伯特水滴,又被稱為荷蘭淚(英語:Dutch tears)[1],以萊茵河的魯珀特親王名字命名。是將熔化的玻璃靠重力自然滴入冰水中,就會形成這些如同蝌蚪狀的玻璃淚滴。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/76/Prince_Ruperts_drops.jpg/300px-Prince_Ruperts_drops.jpg)
這種玻璃有着奇妙的物理特性:淚珠本身就和實心玻璃沒什麼兩樣,然而如果擠壓,錘擊,甚至用手槍子彈射擊這種玻璃,它都安然無恙[2];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。
歷史
編輯17世紀,英國魯伯特王子把熔化的玻璃液滴進水內造成玻璃珠。這種淚滴形的玻璃非常堅硬,就算以槌敲打也不會破碎。但是只要把玻璃滴尾部弄破,它便會突然爆碎成粉末。這種玩意還被帶到朝庭上,用來戲弄人,稱為魯伯特水滴。
原理
編輯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着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。
當尾部遭到破壞時,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1,450米至1,900米。[3]
它可以說是鋼化玻璃的一種。
參見
編輯參考來源
編輯- ^ Amédée Guillemin. The Forces of Nature: A Popular Introduction to the Study of Physical Phenomena. MacMillan & Co. 1873 [2014-10-29]. (原始內容存檔於2013-12-13).[頁碼請求]
- ^ 存档副本. [2022-02-19]. (原始內容存檔於2022-03-28).
- ^ Mystery of the Prince Rupert's Drop - Smarter Every Day 86. [2013-03-23]. (原始內容存檔於2021-05-31).
延伸閱讀
編輯- Albergotti, Clifton. Prince Rupert's drops in literature. The Physics Teacher. 1989, 27 (7): 530–2. Bibcode:1989PhTea..27..530A. doi:10.1119/1.2342858.
外部連結
編輯- Mystery of the Prince Rupert's Drop - Smarter Every Day 86 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) Video demonstrating the creation, processes, explanation, and multiple high speed recordings of a Prince Rupert Drop.
- Prince Rupert's Drop (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) Video demonstrating the creation, strength, and explosive fragility of a Prince Rupert Drop.
- Video showing the making and the breaking of Prince Rupert's Drops from the Museum of Glass (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- Popular Science article with video detailing Prince Rupert’s Drops (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)