神奇的“鲁伯特之泪”,子弹都打不破的玻璃,为什么一捏就碎?(2)
2023-04-30 来源:飞速影视
17世纪的罗伯特·胡克拿到了鲁伯特之泪后,仔细通过显微光学仔细地研究了这种玻璃制品的结构,得出一个较为科学的结论,那即是所谓的“内在压力”。他认为,鲁伯特之泪本身是玻璃,属于脆性材料,但这种蝌蚪形却加强了玻璃的承受能力。是因为在“淬火”时,温度急速降低,导致鲁伯特之泪的内部产生了巨大的压力,但是冷却的速度过快,导致内侧的玻璃还处在一个温度较高的状态,单外侧的玻璃温度已经趋于常温,这最终的结果就是玻璃内部的压力极不稳定。一旦这种不稳定的状态被破坏,这种蝌蚪状的玻璃就会瞬间爆裂。
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直到1994年,普渡大学和剑桥大学材料小组为了研究鲁伯特之泪的秘密,于是使用了超高速摄影技术来拍摄鲁伯特之泪的形成和破碎的过程。他们发现玻璃液滴在入水时,表面承受高压缩应力,内部却承受高拉力,这就导致其不平衡状态,形成了很容易折断的尾巴。这从另一方面证实了胡克的理论确实是正确的。
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2017年,阿希拉本利用传输偏光镜,以红色测光的光学延迟,来观测玻璃滴的构造和整个液滴的应力分布。他发现,在高达700兆帕斯卡的压力下,液滴头部具有比以前认为的高得多的表面压缩应力,这个压缩层具有极高的强度,力只能从尾部的张力扩张区域,才能进入头部张紧区域,应发内部平衡的破坏,所以在一般情况鲁伯特之泪只能从尾部破坏。
那这个鲁伯特之泪到底有多硬呢?
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