为什么蝌蚪状的
“鲁珀特之泪”(Prince Rupert's drops)
如此坚硬?这个问题自 17 世纪初以来,就一直困扰着科学家,如今终于得到解答。
图 | “鲁珀特之泪”
在 17 世纪,德国的鲁珀特亲王送给英国国王查理二世一些蝌蚪状的玻璃泪滴。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。
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。
一个悬而未决的问题是,
“鲁珀特之泪”内的这些应力是如何分布的。
理解了应力分布就能充分解释泪滴头部为何如此坚硬。
为此,钱德拉塞克兰和乔杜里开始和塔林理工大学(Tallinn University of Technology)教授希勒·阿边(Hillar Aben)合作。阿边是研究透明物体三维残留应力的专家。