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魯伯特之淚

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[[File:魯伯特之淚.jpg|230px|thumb|有框|右|魯伯特之淚。[https://www.163.com/dy/article/FR6K7E4P053299CD.html 原圖鏈接]]]
'''魯伯特之淚'''(Prince Rupert's Drop,也稱為 荷蘭之淚 巴達維亞之淚 ),是鋼化玻璃通過滴落熔融創建珠玻璃入冷水,固化成[[蝌蚪]]形液滴,具有長而薄的尾部,能承受[[鎚頭]]或[[子彈]]在球形末端上的打擊而不會破裂,但是尾端被割斷玻璃瞬間爆炸粉碎成粉末,非常奇特。<ref>[https://archive.org/details/forcesnatureapo01guilgoog 大自然的力量:對物理現象研究的通俗介紹]麥克米蘭和有限公司</ref>
==概述==
'''魯伯特之淚'''是通過將熔融的玻璃 滴入冷水中而產生的。水從外部向內迅速冷卻並固化玻璃。 這種熱淬火 可以使用快速冷卻的球體的簡化模型來描述 這種熱淬火 。由於兩種不同的機械性能,魯珀特親王的水滴一直保持著近400年的科學好奇心:當尾巴被割斷時,水滴會爆炸性地分解成粉末,而球形的頭部可以承受高達15,000的壓縮力牛頓(3,400磅力)。
人們知道 火山熔岩在一定條件下會產生類似於魯伯特親王之滴地層的結構,據稱是在荷蘭發明 ,17世紀 稱名lacrymae Borussicae(普魯士之淚)或lacrymae Batavicae(荷蘭之淚)。   研究人員在英國布里斯托爾大學和冰島大學研究在實驗室魯伯特王子的液滴的爆破片生產,以更了解玻璃顆粒岩漿碎裂和火山灰形成由存儲中的熱應力活火山驅動。
==歷史==
魯伯特王子雖然沒有發現這些水滴,但他在1660年將水滴帶到英國後在水滴的歷史中發揮了作用。他將水滴交給了查爾斯二世國王,後者又在1661年將水滴交付給了皇家學會(年)進行科學研究。皇家學會的一些早期出版物對這種液滴進行了描述,並描述了進行的實驗。 這些出版物中有羅伯特•胡克(Robert Hooke)於1665年出版的《顯微照相》,後來他發現了胡克定律。他的出版物正確地闡明了關於魯伯特親王滴劑的大部分說法,而沒有比當時更全面的理解。彈性(胡克本人後來做出了貢獻)以及脆性材料由於裂紋的傳播而失效,對裂紋擴展的更全面了解必須等到1920年AA Griffith的工作。 ==特性==在17 17 世紀,英國國王查爾斯二世從魯珀特王子從德國帶來了一些這樣的玻璃液滴,雖然液滴的頭部非常硬,以至於能夠承受錘子的敲打,但是尾部非常脆弱,用手指就能破壞尾部,而且會使整個液滴立即分解成細粉末 1994 。1994 年,普渡大學的Chandrasekar博士和劍橋大學的MM Chaudhriri使用高速框架攝影來觀察粉碎的過程。從他們的實驗得出結論,每一滴的表面經受高度壓縮應力,而內部經歷高張力。所以液滴處於不穩定的平衡狀態,很容易被折斷的尾巴擾亂 <ref>[https://kknews.cc/science/aoy3jox.html 科學家們解開了魯珀特王子之淚400年的神秘面紗]每日頭條</ref>
壓力分布 魯伯特王子雖然沒有發現這些水滴,但他在1660年將水滴帶到英國後在水滴的歷史中發揮了作用。他將水滴交給了查爾斯二世國王,後者又在1661年 有助於解釋 水滴交付給了皇家學會(年)進行科學研究。皇家學會的一些早期出版物對這種 液滴 進行了描述,並描述了進行 頭部 實驗 為此,Chandrasekar和Chaudhri開始與愛沙尼亞塔林理工大學教授希拉爾·阿本合作。Aben專門從事確定透明三維 這些出版 有羅伯特•胡克(Robert Hooke)於1665年出版 殘餘應力 《顯微照相》 後來他發現了胡克定律。他的出版物正確地闡明了關於 滴劑的大部分說法,而沒有比當時更全面的理解。彈性(胡克本人後來做出了貢獻)以及脆性材料由於裂紋的傳播而失效,對裂紋擴展的更全面了解必須等到1920年AA Griffith 液滴 工作
== 應力==壓力分布將有助於解釋液滴的頭部。為此,Chandrasekar和Chaudhri開始與愛沙尼亞塔林理工大學教授希拉爾·阿本合作。Aben專門從事確定透明三維物體中的 殘餘應力==,如魯伯特之淚。
他們發表在應用物理學雜誌發表的新研究中,Aben,Chandrasekar,Chaudhri和他們的合作者已經使用透射偏振器調查了魯珀特王子的液滴中的應力分布,顯微鏡測量在一個軸對稱的透明物體的折射率。在他們的實驗中,研究人員將魯珀特王子的液滴放在透明液體中,然後用紅色的LED照亮。研究人員利用偏光鏡測量了光線穿過玻璃滴時的光學相位差,然後使用數據來構建在整個液滴的應力分布。
===頭部表面壓應力===
液滴的頭部具有比以前認為高達700兆帕的高得多的表面壓應力,這是大約7000倍的大氣壓。該表面壓縮層也較薄,是頭部直徑的10%左右。這些值使液滴頭具有非常高的斷裂應力。為了打破液滴,必須產生進入液滴內部張力區域的裂縫。由於表面上的裂紋傾向於平行表面,所以不能進入張力區域。相反,打破液滴的最簡單的方法是打破尾巴,因為這個位置的干擾使裂縫進入張力區。
荷蘭科學家康斯坦丁•惠更斯(Constantijn Huygens)要求紐卡斯爾公爵夫人瑪格麗特•卡文迪許(Margaret Cavendish)研究液滴的性質。在進行實驗後,她的觀點是,裡面有少量的揮發性液體。在20世紀和21世紀進行的研究進一步發展闡明了液滴相互矛盾的特性的原因。這些液滴內部具有很高的殘餘應力會引起反直覺的特性。
===殘餘應力===
液滴的異常特性即噴頭的強度,是噴頭外表面附近存在巨大的壓縮殘餘應力(高達700兆帕斯卡(100,000 psi))的直接結果。這種應力分佈是通過使用玻璃的應力誘發雙折射的自然特性以及採用3D光彈性技術來測量的。由於殘餘壓縮應力而產生的高斷裂韌性使魯珀特王子的油滴成為鋼化玻璃的最早實例之一。
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