世界上有一(yi)种东西:它几乎坚不可摧,但只要随手一(yi)捏就会瞬间自爆,似(si)乎又脆(cui)弱无(wu)比,这两种相(xiang)互矛盾的性质在它身上完(wan)美的结合为了一(yi)体(ti)。是(shi)(shi)的,这东西是(shi)(shi)一(yi)块玻璃。它得(de)名于巴达维亚的鲁伯(bo)特王子,在英(ying)语中被称作‘Rupert‘s drop’,中文翻译就浪漫(man)得(de)多,叫‘鲁伯(bo)特之(zhi)泪’。

来源:Purdue Engineering来源:Purdue Engineering

  其实它(ta)原本是(shi)普普通通的玻璃。将玻璃融化后(hou)滴进冰水里(li),然后(hou)捞出来,就成(cheng)了这个长得像蝌蚪(dou)一样(yang)的东西。

  然而大家千(qian)万(wan)不(bu)要被‘鲁伯特之泪(lei)’这(zhei)个(ge)貌似有点浪漫的(de)(de)名字欺骗,这(zhei)是一块相(xiang)当头铁的(de)(de)玻璃。无坚不(bu)摧的(de)(de)液(ye)压机(ji)要压碎它,也需要20吨(dun)的(de)(de)压力。

  完成这个操(cao)作后(hou),甚(shen)至连液压机(ji)都会被搞出一(yi)个凹坑。心疼(teng)液压机(ji)一(yi)秒,为科学献身了。

  不(bu)(bu)光如(ru)此,国外(wai)有人用步枪射击(ji)‘鲁伯(bo)特(te)之泪(lei)’,结果子(zi)(zi)弹粉碎了,这(zhei)颗玻璃(li)的头(tou)部都(dou)没事(shi)。要不(bu)(bu)是子(zi)(zi)弹带(dai)来的震(zhen)动震(zhen)碎了尾部,想来这(zhei)颗‘鲁伯(bo)特(te)之泪(lei)’还是会安然无恙。

  ‘鲁伯特(te)之泪’很头铁,但它这(zhei)(zhei)(zhei)个‘蝌蚪(dou)’的(de)(de)尾(wei)巴却是它的(de)(de)弱点,这(zhei)(zhei)(zhei)点和赛亚人(ren)悟空一样。虽然头怎么都砸不烂,但是你只需要轻轻捏住它的(de)(de)尾(wei)巴,然后(hou)稍(shao)微一用(yong)力——见证奇(qi)迹的(de)(de)时刻到了,一瞬间,樯橹灰飞(fei)烟灭。这(zhei)(zhei)(zhei)就(jiu)是‘鲁伯特(te)之泪’迷人(ren)的(de)(de)地方(fang),刚强和脆弱融为一体(ti),这(zhei)(zhei)(zhei)种神奇(qi)的(de)(de)性质让无(wu)数(shu)人(ren)着迷。

  ‘鲁伯(bo)特(te)之(zhi)泪’正式在世(shi)界走红的时间可以(yi)追溯(su)到1660年,巴(ba)达维亚的鲁伯(bo)特(te)王子给英(ying)格兰国王查理二(er)世(shi)献上了(le)(le)5颗玻(bo)璃(li)球。按说献上这样寒(han)酸的礼(li)物,等待王子的结局要(yao)么(me)是被打(da)一顿屁(pi)股,要(yao)么(me)是被当(dang)众(zhong)嘲(chao)笑。但命运总是曲(qu)折(zhe)离奇,这5颗玻(bo)璃(li)球居(ju)然由此闻名世(shi)界,足足折(zhe)腾(teng)了(le)(le)科学家们(men)400年之(zhi)久。

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  当然了(le),在(zai)鲁(lu)(lu)伯特(te)王(wang)子那时(shi)候大(da)家还没(mei)想(xiang)到如何科学解释这(zhei)一切(qie),‘鲁(lu)(lu)伯特(te)之泪’最大(da)的(de)作用就是被(bei)王(wang)子本(ben)人(ren)带到朝堂上用来突然捏碎吓唬(hu)人(ren)……王(wang)子您也太(tai)活泼(po)了(le)……

  ‘鲁伯特之(zhi)泪’的神奇性质让科学家们困惑了(le)400年,直到(dao)人们使用交叉偏(pian)振光镜看到(dao)了(le)它的内(nei)部结构之(zhi)后才(cai)恍然大悟。原(yuan)来,融(rong)化的玻璃(li)在滴进水(shui)里的时(shi)候,最(zui)外面一层(ceng)最(zui)先(xian)凝固,但内(nei)部还是熔融(rong)状(zhuang)态。

  核心熔融状态下的玻璃慢慢冷却凝结,从而体积变小,这时内部液态的玻璃就会拉着已经是固态的外壳收缩,让外层玻璃受到巨大的压应力,压应力高达700兆帕,几乎是大气压的7000倍。同时中心位置的玻璃也被原本呈固态的外壳拉扯向四周,受到拉应力。这就是为什么‘鲁伯特之泪’的头部如此坚硬的原因,大家可以想象成两队势均力敌的拔河队员正在僵持不下。

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  由于入水先后不同(tong),‘鲁伯(bo)特之(zhi)泪’的头部质量最大,冷(leng)却(que)最慢,尾(wei)部质量最小,冷(leng)却(que)最快,因(yin)此导(dao)致头尾(wei)冷(leng)却(que)不均(jun)衡,从而让(rang)整个(ge)玻璃内部受力不均(jun)。

  脆弱的尾部,是(shi)‘鲁伯(bo)特(te)之泪(lei)’的‘阿喀琉(liu)斯之踵’,一(yi)旦被破坏,不(bu)均衡的压力(li)就会瞬(shun)间释(shi)放(fang),顺着裂纹扩(kuo)散到‘鲁伯(bo)特(te)之泪(lei)’整体。这个过程叫做‘裂纹扩(kuo)展’,速度可达每秒1450米(mi)-1900米(mi),是(shi)音速的5倍!大家再感受(shou)一(yi)下(xia):

  其实,在自(zi)然(ran)界中也存在类(lei)似‘鲁伯特之泪’的物质(zhi),比如一(yi)些火(huo)山(shan)弹(dan),也就是熔融的岩浆飞出火(huo)山(shan)之后快速冷却(que)凝固,形成的坚(jian)固流线型(xing)物体。由(you)于过于坚(jian)固,自(zi)然(ran)风化进程很慢(man),因此地(di)质(zhi)学家通过这(zhei)类(lei)物质(zhi)来判断当地(di)是否有过火(huo)山(shan)运动。

来源:@Mark Wilson

  所以,最后小编在此提议,以后不要随便(bian)叫人(ren)‘玻璃心’了(le),有些人(ren)的抗压力(li)还不如玻璃呢……