神奇玻璃制品：鲁珀特之泪

鲁珀特之泪

直译“鲁珀特亲王之滴”——Prince Rupert's Drop

将熔化的玻璃靠重力自然滴入冰水中，就会形成这些如同蝌蚪状的“玻璃泪滴”。被俗称为“鲁珀特之泪”的这种玻璃有着奇妙的物理特性：泪珠本身就和实心玻璃没什么两样，捏捏锤锤都安然无恙，然而，若是抓住其纤细的尾巴、稍微施加一些压力，那么整颗玻璃泪就会瞬间爆裂四溅、彻底粉碎^[1]。

编辑本段鲁珀特之泪碎裂的原理

鲁珀特之泪碎裂的原理叫做“裂纹扩展”，源于其内部不均衡的压力：当熔化的玻璃滴入冰水中时，玻璃表面迅速冷却形成外壳，而壳下的玻璃还仍然是液态。等到核部的玻璃也冷却凝结时，由于体积变化，液态的玻璃自然而然地向着已经是固态的外壳收缩，导致靠近表面的玻璃受到很大的压应力、而核心位置则被拉扯向四周，受到拉应力。当尾部遭到破坏时，这些残余应力迅速释放出来，使得裂纹瞬间传遍全体、支离破碎，据高速摄影技术观测，其裂纹的传递速度可达秒速1450米-1900米。

此外，用交叉偏振光镜可以看到压力的分布：

科学家揭开“鲁伯特之泪”神秘爆炸之谜

2013-03-28 13:00:26| 分类：未解之谜 | 标签：鲁伯特之泪 |字号大中小订阅

这些惊人的照片展示了一块被称作“鲁伯特之泪”的玻璃在轻轻的拍打下爆炸瞬间的情景，而玻璃的另一端则经得起锤子的敲打。球状末端可以反复敲打而不会破碎，但是纤薄的尾部在轻微的擦碰下就会完全破碎。

科学探索来源：腾讯科学

锤击：泪珠状玻璃的球形末端非常坚固而且能够承受高强度撞击。

温和的压力：慢镜头展示了爆炸过程中同一块玻璃如何能同时出现牢固和脆弱两种特性。

　　这种蝌蚪形的玻璃被从内部紧密的压缩，而且由于内部不同温度的张力出现爆炸。当将一滴液态玻璃滴入到凉水中并且冷却时，以不同速度凝结的玻璃就会在内部产生张力。当液态玻璃在水中冷却的过快时，它就会在玻璃的中间产生压力，这是因为玻璃中间是温的，而外侧的玻璃冷却的更快。当内侧的玻璃液最终冷却，它就会收缩并且产生内部张力。

　　因此如果细小的尾部受到刮擦的话，玻璃就会释放出全部的内应力，这种力量会使整块玻璃粉碎成细粉。由于鲁伯特之泪内部含有如此多的张力，它最终能够自发的爆炸。如果你想要避开导致玻璃破碎的内部压力，你需要对玻璃进行“退火”使其减少脆性。退火处理能使它处于一种均衡的温度，这样就不会出新内部的温度差。普通的玻璃都是通过缓慢的降温来减少脆性。然而，它并非像听起来的这样危险，因为玻璃会破碎成粉末而不是像普通玻璃一样的碎片。

转自：

http://scienceblog.blog.163.com/blog/static/18968500720132281026127/

http://baike.baidu.com/view/9379525.htm

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