鲁伯特之泪是什么?一枚子弹都无法打穿的玻璃泪滴,在家就能制作

文摘   2024-11-26 22:06   山东  
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在我们的印象里,玻璃都是非常脆弱的,甚至脆弱到,轻轻一敲就能敲碎。

而钢化玻璃,虽然是通过特殊工艺加工出来的,拥有更强硬度和韧性的特殊玻璃,但是在面对强大冲击的时候,也依然会显得不堪一击。

尤其是面对子弹的射击,更是如此。

子弹射击汽车挡风玻璃

一发子弹打出去,甚至能轻松打穿十几层汽车挡风玻璃……

但是你敢相信吗?

这种特殊的,像泪滴一样的玻璃制品,不仅能轻松扛过子弹射击,更能把射向它的子弹给击碎!

这到底是怎么回事?

神奇的鲁伯特之泪

这种特殊的玻璃制品,就是神奇的鲁伯特之泪(Prince Rupert's drop)

鲁伯特之泪

鲁伯特之泪的名字是英文发音音译过来的,因此很多人也会将其读作或者写作“鲁珀特之泪”,其实本质上都是同一种东西。

最早发现鲁伯特之泪的,是17世纪,英国一位名为鲁伯特的王子,所以才将这种玻璃制品,命名为了鲁伯特之泪。

仅从外观上看,鲁伯特之泪似乎没有什么特别的,就是一个类似泪滴,或是小蝌蚪形状的玻璃工艺品。

鲁伯特之泪

但是令人感到不可思议的是,鲁伯特之泪却拥有惊人的硬度。

不仅用锤子敲打无法将其敲碎。

用锤子敲打鲁伯特之泪

就算放在液压机下,用液压机对其挤压,压力至少达到十几吨才能将其压碎。

用液压机压鲁伯特之泪

更关键的是,有外国科学博主曾做过一项实验,用左轮手枪对鲁伯特之泪进行射击。

子弹打上去的瞬间,他整个人都傻了,他明明看到子弹打中了鲁伯特之泪,但是最后鲁伯特之泪却完好无损地挂在那里。

整个人都傻了

通过观看高速摄像机记录下来的画面,他整个人更是直接被震惊到了。

子弹打中鲁伯特之泪的瞬间,竟然被鲁伯特之泪给击碎了!

高速摄像机记录下的画面

这样的画面,要你你敢相信?

但现实中,它的确发生了……

鲁伯特之泪为什么这么硬?

科学家通过大量的研究发现,鲁伯特之泪之所以会这么硬,这其实跟它的制作过程,有着密不可分的关系。

鲁伯特之泪的制作过程,其实非常简单,甚至简单到,你自己在家就能亲手制作

制作鲁伯特之泪

你只需要准备一个玻璃棒,或者其它玻璃制品,用高温将它的一小部分烧熔,让烧熔的部分通过自由落体运动,自然滴落到冰水当中,最后冷却形成的玻璃泪滴,就是鲁伯特之泪了。

是不是非常简单?

自己在家就能做

由于在制作过程中,烧熔的玻璃滴落在冰水的瞬间,表面外壳是迅速冷却凝固的,但内部的玻璃在这个过程中,却是从液态慢慢冷却成固态的。

随着内部熔融玻璃不断冷却凝固,它会产生一种强大的拉应力,拉着外面的部分往中心收缩,等到最后鲁伯特之泪成型,整个泪滴受到的拉应力是非常强的。

这种强大拉应力的存在,才使得鲁伯特之泪拥有了令人震惊的硬度。

鲁伯特之泪内部拥有极强的拉应力

这其实就像,你的胳膊放松时,肱二头肌会很软,但当你的胳膊用力时,你的肱二头肌经过强力的收缩,硬度就会变得很大的原因……

尾巴竟是致命弱点

尽管鲁伯特之泪这么硬,硬到甚至连子弹都能击碎,但是它的身上却也存在一个致命的弱点

这个弱点的存在,就像武侠小说里,金钟罩铁布衫的罩门一样,只要你找准了这个罩门,轻轻一碰,它就能“破功”……

鲁伯特之泪的罩门,就是它的尾巴

你稍微用力捏一下它的尾巴,把它的尾巴捏碎,在尾巴碎裂的瞬间,整个鲁伯特之泪也会瞬间破碎。

鲁伯特之泪的命门是尾巴

之所以会这样,原因其实也很简单。

因为鲁伯特之泪的头部和尾部属于一个整体,前面大川提到了,鲁伯特之泪能有这样的硬度,原因在于其内部存在巨大的拉应力

而它的尾巴部分,其实也受到了拉应力。

当你把它的尾巴捏碎的瞬间,这股拉应力就会被释放出来,原本从四面八方往中心收拢的拉应力,此时就会因为平衡的打破,而变得受力不均,尾部的裂纹也会在这些不均匀的力的作用下,瞬间扩展到鲁伯特之泪的全身。

鲁伯特之泪的破碎过程

有科学家曾通过高速摄像机对鲁伯特之泪的破损瞬间,进行过观察研究,通过观察研究发现,在鲁伯特之泪破碎的瞬间,裂纹扩展的速度甚至能达到每秒1450米至1900米,这样的速度是非常快的。

以至于,鲁伯特之类破碎的瞬间,会一并释放出巨大的能量……

因此,你在家做鲁伯特之泪的实验时,一定要注意安全。

捏碎鲁伯特之泪的时候,一定要保护好自己,避免被它破碎产生的玻璃碎屑伤到。

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