鲁伯特之泪制作

时间:2024-09-22 06:43:33编辑:小松

子弹都打不碎的鲁伯特之泪,为什么手指一捏尾部就碎了?

原因就是其内部的压应力和拉应力相互平衡导致的,这些内部分子相互拉扯,产生了超高的张力,所以当它的尾部出现断裂时,张力会瞬间释放,让整个鲁伯特之泪碎掉。鲁伯特之泪原理结构:当被高温熔化的玻璃滴入冷水后,会因为重力原因,形成一个前端是水滴形而后端是一条细细的线的模样。在这个过程中,最外层的玻璃会迅速冷却,形成固体包覆着内部依然还是高温的玻璃的状态,而这时,内层的高温玻璃也并不是完全没有变化的,实际上,正因为它们处于高温中,与外层已经冷却的玻璃就产生了热胀冷缩的效应。头部的秘密:物理学家通过光偏器和红外线照射,模拟了一个鲁伯特之泪内部的压力分布,在机器上可以看到,鲁伯特之泪头部的玻璃压力高达700兆帕斯卡,这大约是大气压力的7000倍,相当于一个7吨的物体压在一平方厘米的面积上。所以,鲁伯特之泪的头部不论是遇到锤子还是汽车碾压,它都会毫发无伤。鲁伯特之泪的头部这么坚不可摧,这都得益于它内部的强度来实现的,如果直接可以释放其内部的压力,那么鲁伯特之泪就会瞬间碎成渣渣,这就是其尾部的秘密。尾部的秘密:从外观上看,鲁伯特之泪尾部又细又长,轻轻一捏就可以断掉,但正是这轻轻的一捏,会让鲁伯特之泪内部的压力和外部的压力相撞,就像多米诺骨牌一样,瞬间,整个鲁伯特之泪就瓦解。简单来说,可以把尾部想象成是头部的凝缩精华,虽然它的体积和面积小,但是其内部的结构和头部是一样的,一旦破坏尾部,鲁伯特之泪的压力和拉力的平衡就被破坏了,几乎以肉眼看不见的速度,会从尾部一路碎到头部。

“鲁珀特之泪”连子弹都打不动,为什么却害怕被人掰“尾巴”?

如果你能把玻璃烧化,然后一大粒玻璃水滴入水中,等冷却之后,你就得到了一颗美腻的“鲁珀特之泪”。传说中的“鲁伯特之泪”,就是一种人造的类似于蝌蚪形状的实心玻璃结构。鲁伯特之泪有着奇特的力学性质,头部坚硬的连子弹都无法打碎,而鲁伯特之泪并非坚不可摧,它的死穴就是长长的尾巴,轻轻一捏尾部,整个结构立刻粉碎成渣渣。这就导致内部在冷缩的过程中,也要拉着外部已经是固态外壳的壳体收缩,这样在固态的表面积攒了巨大的压应力,一般的子弹撞击鲁珀特之泪的头部是没有效果的。鲁珀特之泪看似坚强的外面实则有颗脆弱的内心,像极了爱情!那对于这么神奇的东西它的出名就是因为它头部可以压应力高达 700 兆帕,近乎大气压的 7000 倍,而它的尾部轻轻一碰全身化为粉碎。简单来说玻璃在高温融化后滴入水中后形成的鲁伯特之泪其实就是钢化玻璃,而其内部因高温与低温的急速转换导致分子排列极其不规律,所以鲁伯特之泪在尾部施加压力会导致整个鲁伯特之泪的分子崩溃,使其全面粉碎,跟钢化玻璃一样会碎成一片颗粒。为什么不能在融化滴入水中的一瞬间把尾巴剪掉?这样不就可以避免尾部振动瞬间爆裂啦!这种防范夹应该很厉害但是破坏其细长的尾部,鲁珀特之泪却会瞬间崩解成粉末。这是因为在这种应力平衡下的进行的分层冷却是整体进行的,其应力平衡较弱的尾部也会形成与头部的同层结构。因此破坏应力非常弱的尾部结构,实际上是一次打破了所有分层结构,而不仅仅是一层两层的应力平衡,因为这种微小的扰动整体打破了所有层面力的平衡,所以其内部的应力就瞬间紊乱而崩解了。

“鲁伯特之泪”为什么能挡子弹?

因为鲁珀特之泪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体积变小时,液态的玻璃自然而然地拉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,同时核心位置也被拉扯向四周,受到拉应力。当外部遭到破坏时,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。扩展资料:鲁伯特之泪的历史:世界上最早发明玻璃的是古埃及人。在古埃及和美索不达米亚平原都有玻璃制品被发掘出来,经过现代科学技术的鉴定,这些玻璃已经存在5000多年了。随后在公元前2000年的欧洲,腓尼基人在海上运送天然苏打的时候不小心搁浅了,他们在沙滩上做饭的时候发现这些天然苏打在火焰的作用下与沙滩上的石英砂发生反应,生成了玻璃。参考资料来源:百度百科-玻璃参考资料来源:百度百科-鲁珀特之泪

世界上最硬气的鲁伯特之泪,扛得住子弹和铁锤,为什么一捏就碎?

玻璃制品给人留下的总是硬和脆两种印象,它的硬度高达莫氏硬度6.5-7,一般用来锉削金属的锉刀只能留下一个白痕,但它却很脆弱,轻轻一榔头就粉身碎骨!但世上却有一种制造工艺非常简单,但却能抗住子弹轰击,甚至在十吨的液压机下都能坚持不碎的玻璃制品,它就是大名鼎鼎的鲁伯特之泪,而这种坚不可摧的制品却有一个致命的弱点,轻轻一捏就四散崩裂!鲁伯特之泪到底是怎么做出来的?鲁伯特之泪的制造工艺十分简单,将融化的玻璃液滴落入冰冷的水中即可获得,炽热的玻璃液滴被水快速冷却,有点像淬火过程,形成了一个水滴状但拖这长长尾巴的透明玻璃制品。它最奇特的特性是那个液滴的头部可以用铁锤敲击都不碎,甚至纹丝不动,但在它细长的尾部却是整个玻璃制品的“罩门”,只要轻轻一捏,直接爆裂至粉碎。这种玻璃制品最早在17世纪初就在荷兰出现,1625年传到了德国北部的梅克伦堡,欧洲出现的鲁伯特之泪都是从这里开始传播的。1660年,鲁伯特亲王将这种玻璃制品带入了英国,他将这种玻璃液滴制品献给了查尔斯二世国王,后者又将其转交给皇家学会进行研究。罗伯特·胡克对此作出了研究,大概阐述了这种液滴为什么会从尾部碎裂的原因,荷兰纽卡斯尔公爵夫人玛格丽特·卡文迪许的研究结论则比较有趣,她认为坚固和容易碎裂的原因是内部有少许液体的原因。由于它的怪异特性,还被带入宫廷以用来取笑那些迂腐、不学无术的老贵族。鲁伯特之泪到底有多硬?它的硬度前文已经做过铺垫了,这里就不再赘述,来几个动图看看它到底有多夸张!锤子敲不破锤子敲不破一个小小的玻璃制品,这是在有些超出大家的想象。子弹应声而碎这种材料实在是太NB了,能抗住子弹的轰击。被液压机压碎不过请各位注意,它是在接近20吨的压力下碎裂的,已经远远超出了一半玻璃制品的强度被子弹击碎但不知道各位有没有发现,鲁伯特之泪并不是被击碎的,而是子弹带来的撞击导致尾部过大的冲击而碎裂,从而迅速传播至整根鲁伯特之泪,直接碎裂成粉末。鲁伯特之泪为什么会有这种奇怪的特性?17世纪的罗伯特·胡克拿到了鲁伯特之泪后,仔细通过显微光学仔细的研究了这种玻璃制品的结构,断面的纹理以及外观的纹路都仔细的刻画了出来,想想当年的科学家真不容易,除了会理论研究外,至少还得有一项素描的基本技能,下图中像印刷制品一样的手绘作品,除了佩服还是佩服。从罗伯特·胡克的结论:脆性材料由于裂纹的传播而失效中已经窥见了鲁伯特之泪原理,但局限于当时的条件,这个研究没有进一步深入,这要到20世纪的工程师艾伦·阿诺德·格里菲斯(Alan Arnold Griffith)的工作才让鲁伯特之泪的特性广为人知。格里菲斯在金属应力和断裂上研究而闻名,特别是1917年发明的肥皂泡在代表研究对象边缘的几条线之间伸开,薄膜的着色显示出应力的图案的简单方式,一直到现在还在广泛使用,而鲁伯特之泪的上的应力图案就能很容看明白为什么鲁伯特之泪会有如此特性。1994年,普渡大学的工程学教授Srinivasan Chandrasekar和剑桥大学材料小组的负责人Munawar Chaudhri使用超高速摄影技术观察了鲁伯特之泪的破碎过程,发现液滴表面承受高压缩应力,内部承受高拉力,导致其不平衡状态,形成了很容易折断的尾巴。2017年,该团队的Hillar Aben在利用传输偏光镜,用红色测光的光学延迟LED当它穿过玻璃滴来构造整个液滴的应力分布,在高达700兆帕斯卡的压力下,液滴头部具有比以前认为的高得多的表面压缩应力,这个压缩层很薄,只有直径的10%,但它具有极高的强度,只有从后部尾巴张力扩张区域传入内部的裂纹,才能进入头部张紧区域,所以在一般情况下只能从后部碎裂,而且其碎裂速度高达每秒1450–1900米。延伸阅读:钢化玻璃鲁伯特之泪的副产品就是钢化玻璃,这个因为研究鲁伯特之泪而发现玻璃在热处理之后,强度能比退火玻璃强4~6倍,经过处理后的钢化玻璃,轻微裂痕都会被应力所紧压,而内层可能出现裂痕的可能性也比较低。当然钢化玻璃的碎裂和鲁伯特之泪有些类似,它要么不碎,要么一起碎,而且碎裂后没有大块,相对而言比较安全,不过它也有个缺点,就是在一定条件下比如温度骤降或者被尖锐物刺中可能会突然爆裂。

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