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傳說中的“魯伯特之淚”，就是一種人造的類似於蝌蚪形狀的實心玻璃結構。

魯伯特之淚有著奇特的力學性質，頭部堅硬的連子彈都無法打碎，而魯伯特之淚並非堅不可摧，它的死穴就是長長的尾巴，輕輕一捏尾部，整個結構立刻粉碎成渣渣。

魯伯特之淚一般看起來有個長尾巴和蝌蚪一樣的大頭，它的製備方法是把熔融狀態的玻璃跌入水中冷卻固化，從而形成這種可愛的造型。

魯伯特之淚的頭部就像修煉了金鐘罩鐵布衫一樣，子彈都打不破，在幾頓的壓力也巋然不動。

然而就像武俠小說中修煉的鐵布衫也有罩門和死穴的，魯伯特之淚的弱點就在它細長的尾巴上，一旦捏住尾巴，稍微施加力量，整個玻璃結構就會瞬間從尾巴到頭部完全破碎，留下一地渣渣。

這個神奇的特點，來自於魯伯特之淚的形成過程。在冷卻成形階段，外表面首先冷卻形成了外殼，而內部還處於液態，隨著內部液態玻璃的冷卻，會牽動表面收縮，在其頭部積累較大的壓應力，從而表現出堅硬無比，可以抵禦強大外力的作用。

而其魯伯特之淚內部積累大量的殘餘應力，當從細長的尾巴入手時，稍加力就會破壞尾部結構，從而使內部應力快速釋放，就像被攻破罩門的鐵布衫一樣，功力盡失，整體瞬間化為齏粉。

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量子實驗室

如果你能把玻璃燒化，然後一大粒玻璃水滴入水中，等冷卻之後，你就得到了一顆美膩的“魯珀特之淚”。

為什麼叫魯伯特之淚這麼文藝的名字呢？

要說會到17世紀，德國的魯珀特親王送給了英王查理二世一個神秘的禮物，它是一個蝌蚪狀的玻璃淚滴。

查理拿著這個水滴，一臉懵逼，特麼我以為你送來送領土、送美女呢，結果你特麼就送我個玻璃球。來人呢，拖出去斬了！

親王小魯子忙解釋，陛下您別急，你聽我跟你編，不，跟你解釋：這個小玻璃蝌蚪可不是一般的小玻璃球，大頭任憑你怎麼造都碎不了，可你一掰小尾巴，這小蝌蚪立馬就碎成渣了。

於是，魯伯特之淚，世界上最硬的玻璃，就這麼出名了！

魯伯特之淚為什麼這麼堅硬？甚至子彈擊中它之後都會粉身碎骨呢？

如此堅硬的東西，竟然也如此脆弱，這不就是說的你的倔強和玻璃心嗎？！

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科學重口味

“魯珀特之淚”，是物理領域的一個意外發現，它是玻璃燒化後，一滴玻璃水倒入水中，發生劇烈反應再冷卻後，形成頭部大、尾巴細長的奇特晶體。用子彈近距離去打它的大頭部分，子彈接觸“魯伯特之淚”的瞬間，會徹底變成碎片，而魯伯特之淚完好無損。但輕輕一捏“魯伯特之淚”的小尾巴，它會瞬間碎裂成無數粉末。

之所以出現這種狀況，和它的形成過程密切相關。玻璃水進入水中後，外層會優先成為固態，而內部依舊保持液態。在冷卻的過程中，內部會拉動外部收縮，最終在大頭部分聚結了強大的壓應力，具備超強的壓縮趨勢力。這種壓應力異常強大，是地球大氣的700倍，子彈撞擊其頭部時，子彈遠遠沒有“魯伯特之淚”那麼硬，自然會碎掉。

而魯伯特之淚的尾部則缺乏足夠的環狀壓應力分佈，只是一個點，因此一捏就會碎。而且力的傳導速度極快，每秒鐘1900米，整個玻璃體會瞬間瓦解。但要提醒一下大家，不要輕易嘗試這個試驗。因為飛濺的玻璃粉末會傷害人的眼睛和皮膚。以上這種奇幻的現象瞭解一下即可，不必親自去嘗試。

“魯伯特之淚”的命名也很有意思。17世紀，德國的魯伯特親王送給英國國王查理二世一個小玩意，查理二世看了很無語，不知魯伯特送來的這東西有何意義。使者告訴查理二世，這個東西很奇特，大頭部分堅不可摧，永遠無法破壞，而小尾巴一捏就立馬碎成渣。由於這個東西太奇特，不知如何命名，為了紀念魯伯特親王，就命名為“魯伯特之淚”。

“魯伯特之淚”的特徵，還蘊含深刻道理。兩國對抗，如果你硬去掰它的強項，代價很大卻無法取勝。但如果找準弱點，不費吹灰之力就能解決問題。或許，這也是魯伯特親王想告誡查理二世的話。

兵說

這個問題其實屬於力學問題。

1、魯伯特之淚的成型過程

“魯伯特之淚”其材質就是普通的玻璃。將融化的玻璃滴入水中，形成水滴狀。其成型過程非常簡單，不需要什麼高科技，也不需要什麼特色的加工。如下圖所示。

2、力學基本原理

1、大多數物體，耐壓不耐拉。

2、大多數物體，熱脹冷縮。

3、玻璃屬於脆性物體。

4、宏觀尺度下，尺寸小的地方容易發生破壞。

上述原理，不詳細闡述，相信大家也都知道。

3、魯伯特之淚成型的力學分析

由其成型過程可知，融化後的玻璃溫度較高，大約700℃左右。當融化態的玻璃進入冷水中，外圍因低溫而縮小。但是，內部仍然處於高溫狀態。這就造成了玻璃處於受壓的狀態。如下圖。正號表示內部高溫膨脹，負號表示外部低溫收縮。

玻璃在內漲外壓的情況下，其中間部位（冷卻最慢位置）相對於外部而言，是處於受拉狀態。這種由於快速溫度變化造成的熱應力就會殘留在玻璃內部。內部受拉部分的大小，取決於溫度的變化時間。如果冷卻時間足夠慢（逐步降溫），玻璃完全有時間來調整自身，實現熱應力的自行釋放。但是，冷卻時間非常快（瞬間降溫），外壓內拉的殘餘熱應力就會更加明顯。

由於尺寸的關係，外壓內拉的殘餘應力分佈主要集中在其頭部。而尾部的應力分佈較為均勻。

4、魯伯特之淚頭部撞擊的力學分析

我們已經知道，魯伯特之淚始終處於外壓內拉的力學狀態下。如圖所示。這裡，我們遵循力學的習慣，拉應力為正，壓應力為負。如下圖。

當其頭部收到外界撞擊時，被撞部分肯定是壓縮狀態，力往內部傳導的時候，內部的拉伸應力狀態由於外界受壓而變得緩解，即內部拉應力的值變小。從前面的力學原理可知，拉應力的減小，是非常有利的。

5、魯伯特之淚秒碎的力學分析

正如前面分析，魯伯特之淚外層處於受壓的力學狀態下，這就像一層保護層，始終保護著內部，迫使內部緊緊的擠在一起。

但是，其尾部由於尺寸較小，其承受的最大載荷與頭部相比就顯得非常小了。而且，細細的尾部，其應力分佈也較頭部更為均勻。外壓內拉的應力分佈在尾部並不明顯。所以，尾部很容易受損，發生斷裂。

一旦尾部受損，發生斷裂。外壓的那一層力學保護層，就將不復存在，應力瞬間得到釋放。內部的拉應力使得整個魯伯特之淚變成粉碎。此時，就像炸彈一樣。

後記——更新於2019.2.2

在這裡，可能很多人都有一個疑問。通常內熱外冷的物體，內部膨脹受到外層收縮的限制，處於壓應力狀態，而外層則是拉應力。這跟魯伯特之淚的內拉外壓完全相反，究竟是為什麼，同樣的內熱外冷，應力狀態卻完全相反？

一個很顯然的解釋，魯伯特之淚不像其他固體，它在入水冷卻的過程中，具有一定的流動性。而且，入水過程也是頭部先入水。

因為冷卻時間很短，外層受冷收縮也很薄，並且很快有其他地方補充過來，特別是尾部還處於高溫狀態，這樣已經受冷的部分收縮，而尾部高溫則推擠著外層更加壓的緊密。最終，形成外層的高壓應力狀態。

力學Nerd王小胖

魯珀特之淚是一種外觀猶如蝌蚪的實心玻璃，它擁有十分奇特的物理性質。魯珀特之淚可以抵擋子彈的衝擊，但卻能被輕易捏爆。

魯珀特之淚的製作方法非常簡單，把熔融的普通玻璃滴入水中就能形成這種蝌蚪狀的實心玻璃。自從魯珀特之淚出現四個世紀以來，人們一直對它的反常力學性能感到困惑不已。它的頭部可以承受高達1.5萬牛的壓力，但尾部斷掉之後，整個玻璃都會爆裂成碎末。

直到最近，這種玻璃的奇特力學性能才被逐漸揭開。在高速攝影機的幫助下，科學家發現魯珀特之淚的內部存在不均勻的殘餘應力，而這種不平衡源於它的形成方式。

當溫度較高的熔融玻璃與溫度較低的水相遇時，整個玻璃的降溫速度是不一樣的，表面會快速降溫固化，內部降溫固化的速度則會慢一些。這就會導致體積不斷髮生改變，使得表面存在很高的壓應力，而中心則有很高的拉應力。

因此，雖然魯珀特之淚的頭部擁有相當高的硬度，但它是處於不平衡的狀態。當魯珀特之淚的細小尾部被破壞時，殘餘應力會被快速釋放，導致裂紋以每秒超過一公里的極高速度擴展到全身，從而引發整個玻璃破碎。

火星一號

魯伯特之淚只是名字很悽美，實際上就是特殊環境下形成的拉長水滴形玻璃，但魯伯特之淚完全能稱得是上最硬的玻璃之一，甚至可以輕鬆撞碎子彈，但魯伯特之淚同時也是最脆弱的玻璃，尾部被觸碰的一瞬間就會完全粉碎成玻璃渣。

魯伯特之淚這種神奇的力學特性一直讓科學家們十分著迷，自從17世紀德國魯伯特親王第一次在無意中製造出這種奇特的玻璃製品後，科學家對它的研究就一直沒有中斷過，測量結果表明魯伯特之淚的頭部可以承受8噸的重壓而不碎裂，但是隻要對其尾部施加一丁點壓力，整個魯伯特之淚就會以每秒1450米到1900米的速度爆裂，也就是說如果人類製造一個兩公里長度的巨型魯伯特之淚，那麼只要找一個人輕輕捏一下魯伯特之淚的尾部，那麼兩公里直徑的魯伯特之淚就會馬上碎成渣。

魯伯特之淚如此奇特的性質主要是因為內部極不均衡的壓力所導致的，融化的玻璃表面在接觸到冷水的一瞬間就會冷卻成外殼，但是殼內的玻璃卻仍然是液態的，在內核慢慢凝固的同時就會不斷的拉扯外部的玻璃，導致魯伯特之淚內部的壓應力不斷加強，最終造就了魯伯特之淚近乎變態的力學特性。

但魯伯特之淚的堅硬是內部應力平衡的結果，當尾部早到破壞之後“濃縮”在魯伯特之淚內部的巨大應力就會瞬間失去平衡，魯伯特之淚也會在瞬間“爆體而亡”

宇宙探索未解之迷

首先我們得知道“魯珀特之淚”到底是什麼東西，怎麼說子彈都打不碎，怎麼說一捏尾部就碎？聽起來是好奇怪的東西。

其實說起來魯珀特之淚並不是什麼神奇的東西，它的製作過程並不是非常的複雜。高溫融化的玻璃滴入冰水，冷卻後就可以形成水滴狀態的玻璃球體，就是魯珀特之淚了。

這種玻璃有著奇妙的物理特點。物理實驗下竟然能在8噸甚至數十噸壓力下不碎，並且槍支實驗下也是安然無恙的，堅硬異常。

然而，若是對其纖細的尾部稍微施加壓力，整顆玻璃淚珠就會瞬間爆裂四濺碎滿地。

那麼，這種時而堅硬異常，時而脆弱無比的東西，到底為何會像這樣呢？

魯珀特之淚之所以這麼的堅硬，也那麼脆弱，都是在形成時玻璃內部形成的壓應力造成。

當玻璃高溫狀態下形成流體滴入水中，表面迅速的凝結形成固體外殼，而內部確還是處於液體狀態，我們都知道熱脹冷縮這個遠離。當溫度降低，內部液態玻璃也凝固時，就會產生一個向內收縮的力。但是外部由於早就凝固，內部收縮的力和外部抵抗收縮的力就會形成一個僵持不下的作用力，這就是壓應力。

當外部受到外力，首先力是由外部向內部傳遞，由於內部本身具有收縮力，在壓應力的作用下，會極大的抵消外力作用，使其變得很堅固，不容易破碎。鋼化玻璃就是通過這種遠離來的，所以鋼化玻璃也同樣是受損就是一整塊的碎，同時也是不可切割的。

易破碎也是這種力造成，本身這種結構就是表現力的不平衡，當外部遭到破壞時，這些應力迅速釋放出來，便會使得裂紋瞬間傳遍全體、支離破碎。所以說，上帝對待任何事物都是公平的，具有兩面性。一方面讓你堅固無比，一方面讓你不堪一擊，關鍵在於你的弱點是什麼！

壹點科譜

世界上有一種玻璃，它既堅硬無比，連子彈都打不碎；又異常脆弱，用手輕輕一按，就會灰飛煙滅，堅硬和柔軟共存。這到底是為什麼呢？一起來看看吧。

這種玻璃有一個非常浪漫的名字，魯伯特之淚。是不是讓人浮想聯翩呢？魯伯特之淚的製作工藝也非常簡單，只需將普通的玻璃融化後，滴入冰水中，你就能得到一滴魯伯特之淚了。這種玻璃非常堅硬，液壓機想要壓碎它，至少需要20噸的壓力，還得冒著液壓機砸凹的風險。

還有人做實驗將子彈對準魯伯特之淚的頭部打了過去，結果子彈撞了個粉碎，玻璃頭一點事情都沒有，只是震碎了玻璃尾部。但如果你輕輕捏住玻璃尾部，微微一用力玻璃就會瞬間爆裂。這種神奇的特性，讓當時的科學家歎為觀止，又百思不得其解。

後來人們才發現，這是因為玻璃內部不均勻的壓力導致的。融化的玻璃滴入冰水中，表面迅速的冷卻了，但內部卻還是液態的。等內部的玻璃也凝固縮小的時候，會拉著已經是固態的表層玻璃收縮。表層玻璃受到壓應力，內部玻璃則受到了拉應力，兩股力量相互拉扯，所以玻璃的頭部會變得異常的堅硬。

但玻璃的尾部最輕，進入冰水裡會迅速冷卻，導致整個玻璃受力不均。當尾部受力時，這些不均勻的壓力會瞬間釋放出來，裂紋傳遍整個玻璃，玻璃就會瞬間支離破碎了。魯伯特之淚，兩種矛盾體的完美結合，太神奇了。

潘彩蛋

當熔融的玻璃水滴落到冷水中時，它的冷卻過程是這樣的：由於剛剛滴落在冷水中，熔融的玻璃水外殼迅速冷凝形成，但是由於熱傳遞並不迅速，玻璃水的內部依然是熔融狀態。

這就導致內部在冷縮的過程中，也要拉著外部已經是固態外殼的殼體收縮，這樣在固態的表面積攢了巨大的壓應力，一般的子彈撞擊魯珀特之淚的頭部是沒有效果的。

而為何一捏那細長的尾部，魯珀特之淚就迅速崩碎掉了呢？

想要了解原因就需要知道這個“玻璃淚滴”的應力分佈，研究人員通過透射偏光顯微鏡分析了魯珀特之淚的應力分佈，如下：

要想讓整個的“淚滴”崩碎掉，就需要在尾端稍稍用力一壓，尾部很細，稍微用力就會碎掉，這種碎裂的裂紋迅速傳入核心處也就是頭部，高速攝影機拍攝到裂紋的傳遞速度在1500m/s左右。在電光火石之間，整體的應力瞬間被釋放出來，土崩瓦解掉，比拿著尖銳的器具敲擊鋼化玻璃邊緣處導致的碎裂速度還快。

個人淺見，歡迎評論！

（魯珀特之淚碎裂瞬間）

科學船塢

這是一個非常好玩的問題。

讓我們先看看魯伯特之淚的奇妙特性：

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關鍵字: 之淚 魯伯特 科學