比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

相传在遥远的17世纪,一位名为鲁珀特的英国王子发明了一个神奇的东西,这个东西虽由普通的玻璃制作而成,它的头部却坚硬无比,无论是用厚重的锤子还是锋利的兵器都无法将其轻易击碎,但是如果你用手轻轻的捏一下它的尾巴,这个东西就会瞬间凭空消失,它就是-鲁珀特王子之泪。

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

鲁珀特王子之泪其实是一种如同蝌蚪状的玻璃泪滴,泪滴本身和实心玻璃没什么两样,但是它却具有非常奇妙而又独特的物理特性,这种特性在四百多年前曾深深地困扰着我们的科学家们,而直到最近,它身上的谜团才被我们们解开。来自美国的天才科普达人Destin的实验便能很好的向我们诠释鲁珀特王子之泪的物理特性:为何这滴眼泪如此的坚硬?

Destin:“我手中这个玩意就是传说中的“鲁珀特王子之泪”,当我看到这枚晶莹剔透的玻璃的时候我就觉得它是一个普通的不能再普通的玻璃,很难想象它能抵挡住诸如铁锤,棍棒等钝器的撞击,我今天就要好好探究下这透明的外表内所隐藏的秘密,看它的金钟罩到底是如何形成的。”

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

首先我们需要找一个专业的玻璃师傅来帮我们烧制“鲁珀特王子之泪”,制作的过程其实非常简单,技术要求也非常的低,只需将玻璃烧至熔融状态并将其滴入冷水中。

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

然后让玻璃在水中尽情的释放体内的热量。

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

等玻璃内心中的那团火焰完全熄灭后,一个纯正的“鲁珀特王子之泪”便制作完成了。

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

你或许会觉得这有点荒谬,传说中的鲁珀特王子之泪居然就是个滴入冷水中的热玻璃,且不说它的外观如何,就制作过程来讲,这也毫无技术性可言,更别提它能如坊间所说那般承受高达15,000牛顿的压力了。但是接下来的测试,或许会令你大跌眼镜。让我们用枪来试试,看看这滴眼泪能否抵挡住子弹的撞击。

让我们准备两枚子弹,第一枚是.22马格南子弹,.22马格南子弹是在1959年由温彻斯特连发武器公司(Winchester) 从.22 LR基础上发展而来的凸缘式底火子弹,该子弹为金属弹头子弹,弹头重40格林(2.6克),飞行速度可达570m/s。而另一枚子弹则为.38史密夫威信特殊弹,该子弹也是一枚金属弹头子弹,弹头重130格林(8克),飞行速度可达290m/s。

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

首先,让我们用威力较小的.22马格南子弹试试,或许对于一块防弹玻璃来说这不算什么,但是对一块普通的玻璃来说,这个口径的子弹就已经是噩梦了。

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“啪”的一声过后鲁珀特王子之泪似乎并没有被击碎!而且还愉快的在原地转起了圈圈!这给人的第一反应就是子弹一定是打偏了,否则这个玻璃肯定会碎。

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然而当我们放慢速度后却可以清楚的看到,其实子弹非常精准的击中了玻璃,但是弹头与玻璃相撞后却直接变成了碎片!

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

如果没有高速摄影机的记录,你甚至都不会相信你所看到的一切,一颗全金属的子弹在击中一个普通的玻璃球后居然没能成功的击碎它,反而还被玻璃给撞碎了,这多少会让子弹家族有种蒙羞感。

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

接下来在让我们换个尾巴更长的鲁珀特王子之泪并用.38史密夫威信特殊弹试试,看看.38史密夫威信特殊弹能否为子弹家族扳回一城。

比子弹还要坚硬的眼泪——鲁珀特王子之泪

“砰”的一声巨响过后,玻璃迅速的从我们的视野中消失了,但是当我们把视野往前移动十来米后,鲁珀特王子之泪似乎又重新回到了我们的视野中!

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把镜头放慢后我们可以看到,.38史密夫威信特殊弹在击中玻璃后,同样被玻璃撞得支离破碎,

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破碎的弹片甚至都没能划破伤玻璃薄弱的尾部,.38史密夫威信特殊弹的表现同样令子弹家族蒙受了巨大的耻辱。

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Destin:“或许我应该换个钢芯弹头来试试。”

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为何一块小小的玻璃在经历了冰与火的洗礼后就具有了如此强大的硬度呢?其实它的原理同样非常简单,让我们把一块玻璃滴想象为由无数块小的玻璃屑组成,当玻璃滴被加热至熔融状态时,其体内所有的玻璃屑都处于相同的温度状态。

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当你把熔融的玻璃滴入水中后,外层玻璃就会接触到水并立即降温,这就会使得外层的玻璃立刻收缩凝固并定型。然而此时内部的玻璃仍然是膨胀的液态玻璃。

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随着时间的流逝,玻璃内部的热量会逐渐转移至水中。

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而在转移的过程中,内部的玻璃就会开始慢慢冷却收缩并向内拉合外层的玻璃,由于外部的玻璃形状已经固定了,所以外部玻璃在内部拉合力的作用下只会压缩的更紧,外部的玻璃也会因此而变得更加坚硬。

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这一过程类似于拱桥的挤压过程,当拱桥表面受到来自外部的压力时,整座桥就会变得更加紧凑和牢固。

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而当整个玻璃完全冷却下来后,玻璃的内部就处于一种极高的拉力状态,而玻璃外部就具有了极高的压缩力,正是这股压缩力,使得鲁珀特王子之泪在面对威力巨大的子弹撞击时仍能完好无损的存活下来。

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但是如果这个张力链中的一个链接被切断了。那么他就会从他自己存储的能量中获取能量并爆炸,和普通的火药爆炸不同,这一过程不是释放化学势能,而是释放机械能。

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你只需要轻轻的捏下它的小尾巴。

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爆裂便会以极快的速度从尾传到头,传导的速度可以达到1450-1900米/秒。

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这就是为什么“鲁珀特王子之泪”硬度如此高的原因,一个看似普通的玻璃在经过复杂的物理变化后就能够成为比子弹还要坚硬的盔甲,鉴于鲁珀特王子之泪在硬度上优异的表现,它也被大家公认为是世界上最早的钢化玻璃之一。

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