子弹都打不碎的玻璃你见过吗?

想必大家对鲁伯特之泪早有耳闻,鲁伯特之泪整体呈现水滴状,与水滴不同的是,它还带有一根细长的尾巴。鲁伯特之泪以坚硬的头部,脆弱的尾部闻名世界。它的头部坚硬无比,哪怕近距离用子弹射击,它也毫发无损,而子弹反倒撞得稀碎。

还有人将它的头部放在液压机下,测试鲁伯特眼泪的极限承受能力,果然没有令人失望,小小的玻璃竟然能够承受20吨的重量,民间一直有传言说,鲁伯特之泪比钻石还要坚硬100倍,虽然有些夸张,但是这也恰恰表现出了它的坚硬程度。

而让人感到震惊的是,当你捏住它细长的尾巴时,你就掌握了它的生死大权,为什么这么说呢?如此强悍的鲁伯特之泪存在一个致命的弱点,那就是它毫不起眼的尾部,只需要用两根手指轻轻挤压,整个鲁伯特之泪就会瞬间炸为齑粉。

这个原理我们稍后再讲,先讲一下它是如何制作的。

制造鲁伯特之泪的方法特别简单,在家也可以尝试自己做一下。首先,你需要准备一根圆柱形玻璃棒、一个火枪和一杯冷水,然后将玻璃棒用火枪加热,使其达到融化的状态,然后慢慢的把它滴到冷水中,滴落在冷水中的玻璃会迅速凝固,等到玻璃渐渐冷却下来,一颗完整的鲁伯特之泪就诞生了。

至于它为什么被叫做鲁伯特之泪,还要从几百年前的一个故事讲起。

你知道坚不可摧的鲁伯特之泪是怎么来的吗?相传在17世纪,巴达维亚有一位名叫鲁伯特的王子,他平时也没什么嗜好,就喜欢摆弄些奇奇怪怪的东西。有一次碰巧制作出了一个蝌蚪状的玻璃,晶莹剔透,就仿佛天使的眼泪。

然后在1660年的时候将其当做礼物,送给了英格兰国王查理二世,那些大臣们很疑惑,别人都是送什么稀世珍宝,你就送几颗玻璃珠子,也太寒酸了。但是他们转头一想,也许这玻璃珠子有什么特别之处呢?

随即他们就对这玻璃珠子展开研究,结果震惊了,它的头部非常坚硬,尾巴又异常脆弱,碍于当时科学技术的局限,并没有研究透彻,反而成了一个谜团,它也被后人称之为鲁伯特之泪。

鲁伯特眼泪一直折腾了科学家300多年,直到1994年,才揭开了鲁伯特之泪的神秘面纱。当时在牛津大学的牵头带领下,科学家们利用偏振光技术,观察到鲁伯特眼泪内部存在着彩虹状的应力线。

应力是物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力。也就是说由于鲁伯特之泪内部的压力不均衡,所以才产生了头部与尾部不同的坚硬程度。

随后又通过慢镜头拍摄鲁伯特眼泪的爆裂过程,发现它的爆裂是从尾部一步一步到头部的,典型的牵一发而动全身,而鲁伯特之泪之所以形成这种状态,和它的制作过程密切相关。

你知道坚不可摧的鲁伯特之泪,为什么有一根致命的尾巴吗?原来当融化的玻璃滴入冷水后,最先接触冷水的表层,会迅速凝结成一个坚硬的外壳,但内部的玻璃还是处于高热液体的状态。

由于热胀冷缩,滴落的玻璃的外部会迅速收缩,内部的不断膨胀,它收缩,它膨胀,这样一来,外部和内部会分别向彼此,施加强大的压应力和拉应力。所以鲁伯特之泪会保持一种高张力状态,不过头部的应力相比于尾部要强得多。

所以只要尾部受到一定的压力,它的平衡状态就会被破坏,残余的应力迅速释放出来,裂纹也会从尾部一直延伸到头部,整个鲁伯特之泪变得支离破碎,而这一现象叫做裂纹扩展。

通过进一步研究发现,鲁伯特眼泪的头部表面应压力高达700兆帕,是大气压的7000倍,相当于地球最深处,马里亚纳海沟底部的7倍。而它的碎裂过程人眼根本看不清,只有通过高速摄影机才能看到完整的碎裂过程。

通过计算,鲁伯特眼泪的爆裂速度在1600至1900米每秒,几乎相当于音速的四五倍。

鲁伯特之泪的原理算是揭开了,人们也将这种原理应用到了各行各业,其中最著名的当然就是钢化玻璃了,钢化玻璃的坚硬程度大家有目共睹,一般的硬物很难对其产生损伤。

但是钢化玻璃同样具有鲁伯特眼泪的特性,那就是钢化玻璃的四个角很脆弱,受到一定的外力整块玻璃都会爆裂,不过钢化玻璃的表面会涂上一层特制的胶,以此来防止爆裂的碎片四处飞溅。

其实爱情与鲁伯特之泪非常相似,看似坚不可摧,实则脆弱不堪。