НОВИНИ


СЪЛЗИТЕ НА ПРИНЦ РУПЪРТ
25.01.2017


Ако се капне разтопено стъкло в студена вода се получава капка с форма на попова лъжичка с дълга извита опашка. Тази капка има изключителна здравина, по нейната глава може да се удря с чук и тя ще издържи, но ако й се нарани дори леко опашката, капката мигновено ще се пресне на стъклен прах.
 
Тези стъклени капки са известни на духачите на стъкло от незапомнени времена, но привличат вниманието на учените някъде в средата на XVII век. Те се появяват в Европа, според различни източници, първо в Холандия, Дания или Германия. В Англия са донесени от принц Рупърт от Рейн и затова са известни като "капките на принц Рупърт" или "холандските сълзи".

 

Този експеримент трябва да се провежда със защитни очила тъй като взривяващото се стъкло е много опасно. На кадри, заснети с помощта на високоскоростна камера, се вижда че фронтът на взрива се движи със скорост 1,2 км/сек. За сравнение скоростта на звука във въздуха е 0,34 км/сек.
Ако експериментът се провежда в тъмнина, се наблюдава луминесценция. В поляризирана светлина се вижда, че капката не е еднородна, а има силно вътрешно напрежение, което е причина за странни й свойства.

Разтопеното стъкло при понижаване на температурата не кристализира, а преминава в аморфно състояние, тоест атомите на втвърдяващото се стъкло не успяват да вземат своите "правилни" места така, както са в един кристал. Те формират структура, подобна на структурата на течност. Трябва да се отбележи, че тези характеристики на стъклото в това състояние, например обемът, силно зависят от скоростта на охлаждане на стопилката.

Когато капка стъкло, разтопено при температура 400-600°C попадне във вода, нейния външен слой се охлажда така бързо, че структурата на стъклото не успява много да се промени и съответно изменението, по-точно намалението, на обема е малко. От друга страна сърцевината на капката изстива бавно и затова структурата на стъклото на сърцевината се изменя в много по-голяма степен, отколкото стъклото във външния слой.
 


В резултат сърцевината се оказва разтеглена, а външният слой - под натиск или с други думи - във вътрешната част действат механични напрежения на опън, а във външната част - напрежения на натиск.

Формата на главата е почти сферична и й придава голяма здравина, такава, че да може да издържи удар с чук или куршум, без да се счупи, докато формата на опашката я прави крехка и лесно разрушима.

Овалната форма е много здрава, когато се подлага на натиск. По същия принцип сводовите мостове, куполите, дъната на аерозолните опаковки са много устойчиви, но ако черупката й им се наруши, напрежението се освобождава и се разрушават.

По аналогичен начин се получават закалените стъкла, но тъй като те нямат опашка, която може да се счупи лесно, са по-здрави.

Но ако успеем все пак да отчупим, ако например ударим ъгълче на стъклото, е възможен подобен "взрив".



Долното видео, заснето със скорост 150 000 кадъра в секунда, показва какво се случва, ако по капката на принц Рупът бъде изстрелян куршум.

Вижда се срещата на няколко капки с куршум, който идва фронтално към тях. Повечето от капките се разпиляват на фин прах, като разрушението започва от опашките им.

Но една от тях прави куршума на парчета.

 
източник: nauka.offnews.bg

 


 
1014282