魯珀特之淚
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魯珀特之淚（英語：Prince Rupert's Drop；直譯為「魯珀特王子之滴」）、或魯伯特水滴，又被稱為荷蘭淚（英語：Dutch tears）[1]，以萊茵河的魯珀特親王名字命名。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。
這種玻璃有着奇妙的物理特性：淚珠本身就和實心玻璃沒什麼兩樣，然而如果擠壓，錘擊，甚至用手槍子彈射擊這種玻璃，它都安然無恙[2]；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。
歷史
[編輯]17世紀，英國魯伯特王子把熔化的玻璃液滴進水內造成玻璃珠。這種淚滴形的玻璃非常堅硬，就算以槌敲打也不會破碎。但是只要把玻璃滴尾部弄破，它便會突然爆碎成粉末。這種玩意還被帶到朝庭上，用來戲弄人，稱為魯伯特水滴。
原理
[編輯]魯珀特之淚碎裂的原理叫做「裂紋擴展」，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着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1,450米至1,900米。[3]
它可以說是鋼化玻璃的一種。
參見
[編輯]參考來源
[編輯]- ^ Amédée Guillemin. The Forces of Nature: A Popular Introduction to the Study of Physical Phenomena. MacMillan & Co. 1873 [2014-10-29]. （原始內容存檔於2013-12-13）.[頁碼請求]
- ^ 存档副本. [2022-02-19]. （原始內容存檔於2022-03-28）.
- ^ Mystery of the Prince Rupert's Drop - Smarter Every Day 86. [2013-03-23]. （原始內容存檔於2021-05-31）.
延伸閱讀
[編輯]- Albergotti, Clifton. Prince Rupert's drops in literature. The Physics Teacher. 1989, 27 (7): 530–2. Bibcode:1989PhTea..27..530A. doi:10.1119/1.2342858.
外部連結
[編輯]- Mystery of the Prince Rupert's Drop - Smarter Every Day 86 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Video demonstrating the creation, processes, explanation, and multiple high speed recordings of a Prince Rupert Drop.
- Prince Rupert's Drop （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Video demonstrating the creation, strength, and explosive fragility of a Prince Rupert Drop.
- Video showing the making and the breaking of Prince Rupert's Drops from the Museum of Glass （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Popular Science article with video detailing Prince Rupert’s Drops （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）