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鲁珀特之泪

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创建页面,内容为“缩略图|right|[http://img4.imgtn.bdimg.com/it/u=3885010657,3683335159&fm=26&gp=0.jpg 原圖鏈結] '''鲁珀特之泪'''({{Lang-e…”
[[File:鲁珀特之泪7.jpg|缩略图|right|[http://img4.imgtn.bdimg.com/it/u=3885010657,3683335159&fm=26&gp=0.jpg 原圖鏈結]]]

'''鲁珀特之泪'''({{Lang-en|'''Prince Rupert's Drop'''}};直译为「'''鲁珀特王子之滴」''')、或'''鲁伯特水滴''',又被称为'''荷兰泪'''({{Lang-en|'''Dutch tears'''}})<ref>{{cite book|url=http://books.google.com/books?id=WOUIAAAAIAAJ |title=The Forces of Nature: A Popular Introduction to the Study of Physical Phenomena |author=Amédée Guillemin |year=1873 |publisher=[[Macmillan Publishers|MacMillan & Co.]]}}{{page needed|date=September 2014}}</ref>,以[[莱茵河的鲁普莱希特亲王]]名字命名。是将熔化的[[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。熔化的玻璃在重力下自然滴入冰水中,形成的如同蝌蚪状的“玻璃泪滴”且能承受巨大压力,俗称为“鲁珀特之泪”。

== 历史 ==

17世纪,英国鲁伯特王子把熔化的玻璃液滴进水内造成玻璃珠。这种泪滴形的玻璃非常坚硬,就算以槌敲打也不会破碎。但是只要把玻璃滴尾部弄破,它便会突然爆碎成粉末。这种玩意还被带到朝庭上,用来戏弄人,称为[[鲁伯特水滴]]。

==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1,450米至1,900米。<ref>[http://www.youtube.com/watch?v=xe-f4gokRBs Mystery of the Prince Rupert's Drop - Smarter Every Day 86]</ref>

它可以说是[[钢化玻璃]]的一种。

==发现==

据悉,17世纪德国鲁珀特亲王无意间发现,熔化的玻璃在重力下自然滴入冰水中,能够形成如同蝌蚪状的“玻璃泪滴”,至此才有了“鲁珀特之泪”。鲁珀特之泪的头部能够承受巨大的压力,则是得益于其结构上的受力不均。而这个原理也被广泛应用于生产生活中,比如水滴型设计的潜艇便是。

==奇妙特性==

这些玻璃物体有着奇妙的特性:泪滴头部可以经受锤子的敲砸,但如果抓住泪滴尾部,稍微施力整颗玻璃泪滴就会立刻碎成粉末。

==解密==

将融化的玻璃依靠重力自然滴入水中,就会形成“鲁珀特之泪”。多年来,研究人员一直试图解开“鲁珀特之泪”的奥秘,但直到最近,科学家才在现代科技的帮助下得到答案。

1994年,普渡大学的S·钱德拉塞克兰和剑桥大学的M·M·乔杜里用高速摄影技术观察了泪滴的碎裂过程。他们通过实验得出结论:玻璃泪滴表面具有很很强的压应力,而内部具有很强的拉应力,所以,泪滴处于不稳定的平衡态,尾部则是“鲁珀特之泪”的七寸。

透射偏光显微镜可以测量轴对称透明物体的双折射。在实验中,研究人员将“鲁珀特之泪”悬浮在透明液体中,然后用红色LED照亮玻璃泪滴。他们借助偏光显微镜测量到光通过玻璃滴的光延迟,并用这些数据构建了整个玻璃滴的应力分布。

结果表明,玻璃滴头部表明的压应力高达 700 兆帕,近乎大气压的 7000 倍——这要比之前的预期高得多。而这些压应力的分布却很薄,约占玻璃滴直径的10%。

表面压应力让“鲁珀特之泪”拥有很高的结构强度。要使“鲁珀特之泪”破碎,必须在玻璃滴内部拉伸区形成裂纹,而表面裂纹只会沿着玻璃滴表面发展,不会深入内部拉伸区。但尾部却是“鲁珀特之泪”的阿喀琉斯之踵,因为尾部碎裂会使裂纹传入玻璃滴拉伸区,并迅速从内部土崩瓦解。

至此,“鲁珀特之泪”的硬度问题终于得到解答。

==相关图片==
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File:鲁珀特之泪1.gif|鲁珀特之泪 [https://weibo.com/2862062964?refer_flag=1001030103_ 来自新浪微博]
File:鲁珀特之泪2.gif|鲁珀特之泪 [https://weibo.com/2862062964?refer_flag=1001030103_ 来自新浪微博]
File:鲁珀特之泪3.gif|鲁珀特之泪 [https://weibo.com/2862062964?refer_flag=1001030103_ 来自新浪微博]
File:鲁珀特之泪4.gif|鲁珀特之泪 [https://weibo.com/2862062964?refer_flag=1001030103_ 来自新浪微博]
File:鲁珀特之泪5.gif|鲁珀特之泪 [https://weibo.com/2862062964?refer_flag=1001030103_ 来自新浪微博]
File:鲁珀特之泪6.gif|鲁珀特之泪 [https://weibo.com/2862062964?refer_flag=1001030103_ 来自新浪微博]
File:鲁珀特之泪7.jpg|鲁珀特之泪 [https://weibo.com/2862062964?refer_flag=1001030103_ 来自新浪微博]

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==参考来源==

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