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2 # 知對知錯學物理
1.什麼是魯伯特之淚呢?
玻璃溶液垂直滴入水中,會形成蝌蚪狀的“玻璃淚滴”,它的頭部很硬,甚至用錘子也砸不碎,但是尾部很脆弱,稍稍用力就會瞬間爆炸。這種“玻璃淚滴”就是魯伯特之淚。
2.它這種又堅硬又脆弱的特性是怎樣形成的
呢?
當玻璃溶液滴入水中,表面迅速冷卻成固體,內部依然是液體,內部溶液在逐漸冷卻成固體的過程中不斷收縮,內部分子排列異常緊密,形成很強的抗壓力。尾部纖細抗壓力小容易破碎。一旦尾部破裂這種壓力就會釋放,魯伯特之淚會破碎成粉末。
也有的“玻璃淚滴”是在空中凝結形成的。
最後,願你有魯伯特之淚般的心,萬物不催,但也願有一人知你心,稍終即碎……
“魯伯特之淚”就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”。被俗稱為“魯珀特之淚”的這種玻璃有著奇妙的物理特性:淚珠本身就和實心玻璃沒什麼兩樣,捏捏錘錘都安然無恙,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。
魯珀特之淚碎裂的原理叫做“裂紋擴充套件”,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著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1450米-1900米。
由於魯伯特之淚內部含有如此多的張力,它最終能夠自發的爆炸。如果你想要避開導致玻璃破碎的內部壓力,你需要對玻璃進行“退火”使其減少脆性。退火處理能使它處於一種均衡的溫度,這樣就不會出新內部的溫度差。普通的玻璃都是透過緩慢的降溫來減少脆性。然而,它並非像聽起來的這樣危險,因為玻璃會破碎成粉末而不是像普通玻璃一樣的碎片。