王-_-子

传说中的“鲁伯特之泪”，就是一种人造的类似于蝌蚪形状的实心玻璃结构。

鲁伯特之泪有着奇特的力学性质，头部坚硬的连子弹都无法打碎，而鲁伯特之泪并非坚不可摧，它的死穴就是长长的尾巴，轻轻一捏尾部，整个结构立刻粉碎成渣渣。

鲁伯特之泪一般看起来有个长尾巴和蝌蚪一样的大头，它的制备方法是把熔融状态的玻璃跌入水中冷却固化，从而形成这种可爱的造型。

鲁伯特之泪的头部就像修炼了金钟罩铁布衫一样，子弹都打不破，在几顿的压力也岿然不动。

然而就像武侠小说中修炼的铁布衫也有罩门和死穴的，鲁伯特之泪的弱点就在它细长的尾巴上，一旦捏住尾巴，稍微施加力量，整个玻璃结构就会瞬间从尾巴到头部完全破碎，留下一地渣渣。

这个神奇的特点，来自于鲁伯特之泪的形成过程。在冷却成形阶段，外表面首先冷却形成了外壳，而内部还处于液态，随着内部液态玻璃的冷却，会牵动表面收缩，在其头部积累较大的压应力，从而表现出坚硬无比，可以抵御强大外力的作用。

而其鲁伯特之泪内部积累大量的残余应力，当从细长的尾巴入手时，稍加力就会破坏尾部结构，从而使内部应力快速释放，就像被攻破罩门的铁布衫一样，功力尽失，整体瞬间化为齑粉。

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量子实验室

如果你能把玻璃烧化，然后一大粒玻璃水滴入水中，等冷却之后，你就得到了一颗美腻的“鲁珀特之泪”。

为什么叫鲁伯特之泪这么文艺的名字呢？

要说会到17世纪，德国的鲁珀特亲王送给了英王查理二世一个神秘的礼物，它是一个蝌蚪状的玻璃泪滴。

查理拿着这个水滴，一脸懵逼，特么我以为你送来送领土、送美女呢，结果你特么就送我个玻璃球。来人呢，拖出去斩了！

亲王小鲁子忙解释，陛下您别急，你听我跟你编，不，跟你解释：这个小玻璃蝌蚪可不是一般的小玻璃球，大头任凭你怎么造都碎不了，可你一掰小尾巴，这小蝌蚪立马就碎成渣了。

于是，鲁伯特之泪，世界上最硬的玻璃，就这么出名了！

鲁伯特之泪为什么这么坚硬？甚至子弹击中它之后都会粉身碎骨呢？

如此坚硬的东西，竟然也如此脆弱，这不就是说的你的倔强和玻璃心吗？！

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科学重口味

“鲁珀特之泪”，是物理领域的一个意外发现，它是玻璃烧化后，一滴玻璃水倒入水中，发生剧烈反应再冷却后，形成头部大、尾巴细长的奇特晶体。用子弹近距离去打它的大头部分，子弹接触“鲁伯特之泪”的瞬间，会彻底变成碎片，而鲁伯特之泪完好无损。但轻轻一捏“鲁伯特之泪”的小尾巴，它会瞬间碎裂成无数粉末。

之所以出现这种状况，和它的形成过程密切相关。玻璃水进入水中后，外层会优先成为固态，而内部依旧保持液态。在冷却的过程中，内部会拉动外部收缩，最终在大头部分聚结了强大的压应力，具备超强的压缩趋势力。这种压应力异常强大，是地球大气的700倍，子弹撞击其头部时，子弹远远没有“鲁伯特之泪”那么硬，自然会碎掉。

而鲁伯特之泪的尾部则缺乏足够的环状压应力分布，只是一个点，因此一捏就会碎。而且力的传导速度极快，每秒钟1900米，整个玻璃体会瞬间瓦解。但要提醒一下大家，不要轻易尝试这个试验。因为飞溅的玻璃粉末会伤害人的眼睛和皮肤。以上这种奇幻的现象了解一下即可，不必亲自去尝试。

“鲁伯特之泪”的命名也很有意思。17世纪，德国的鲁伯特亲王送给英国国王查理二世一个小玩意，查理二世看了很无语，不知鲁伯特送来的这东西有何意义。使者告诉查理二世，这个东西很奇特，大头部分坚不可摧，永远无法破坏，而小尾巴一捏就立马碎成渣。由于这个东西太奇特，不知如何命名，为了纪念鲁伯特亲王，就命名为“鲁伯特之泪”。

“鲁伯特之泪”的特征，还蕴含深刻道理。两国对抗，如果你硬去掰它的强项，代价很大却无法取胜。但如果找准弱点，不费吹灰之力就能解决问题。或许，这也是鲁伯特亲王想告诫查理二世的话。

兵说

这个问题其实属于力学问题。

1、鲁伯特之泪的成型过程

“鲁伯特之泪”其材质就是普通的玻璃。将融化的玻璃滴入水中，形成水滴状。其成型过程非常简单，不需要什么高科技，也不需要什么特色的加工。如下图所示。

2、力学基本原理

1、大多数物体，耐压不耐拉。

2、大多数物体，热胀冷缩。

3、玻璃属于脆性物体。

4、宏观尺度下，尺寸小的地方容易发生破坏。

上述原理，不详细阐述，相信大家也都知道。

3、鲁伯特之泪成型的力学分析

由其成型过程可知，融化后的玻璃温度较高，大约700℃左右。当融化态的玻璃进入冷水中，外围因低温而缩小。但是，内部仍然处于高温状态。这就造成了玻璃处于受压的状态。如下图。正号表示内部高温膨胀，负号表示外部低温收缩。

玻璃在内涨外压的情况下，其中间部位（冷却最慢位置）相对于外部而言，是处于受拉状态。这种由于快速温度变化造成的热应力就会残留在玻璃内部。内部受拉部分的大小，取决于温度的变化时间。如果冷却时间足够慢（逐步降温），玻璃完全有时间来调整自身，实现热应力的自行释放。但是，冷却时间非常快（瞬间降温），外压内拉的残余热应力就会更加明显。

由于尺寸的关系，外压内拉的残余应力分布主要集中在其头部。而尾部的应力分布较为均匀。

4、鲁伯特之泪头部撞击的力学分析

我们已经知道，鲁伯特之泪始终处于外压内拉的力学状态下。如图所示。这里，我们遵循力学的习惯，拉应力为正，压应力为负。如下图。

当其头部收到外界撞击时，被撞部分肯定是压缩状态，力往内部传导的时候，内部的拉伸应力状态由于外界受压而变得缓解，即内部拉应力的值变小。从前面的力学原理可知，拉应力的减小，是非常有利的。

5、鲁伯特之泪秒碎的力学分析

正如前面分析，鲁伯特之泪外层处于受压的力学状态下，这就像一层保护层，始终保护着内部，迫使内部紧紧的挤在一起。

但是，其尾部由于尺寸较小，其承受的最大载荷与头部相比就显得非常小了。而且，细细的尾部，其应力分布也较头部更为均匀。外压内拉的应力分布在尾部并不明显。所以，尾部很容易受损，发生断裂。

一旦尾部受损，发生断裂。外压的那一层力学保护层，就将不复存在，应力瞬间得到释放。内部的拉应力使得整个鲁伯特之泪变成粉碎。此时，就像炸弹一样。

后记——更新于2019.2.2

在这里，可能很多人都有一个疑问。通常内热外冷的物体，内部膨胀受到外层收缩的限制，处于压应力状态，而外层则是拉应力。这跟鲁伯特之泪的内拉外压完全相反，究竟是为什么，同样的内热外冷，应力状态却完全相反？

一个很显然的解释，鲁伯特之泪不像其他固体，它在入水冷却的过程中，具有一定的流动性。而且，入水过程也是头部先入水。

因为冷却时间很短，外层受冷收缩也很薄，并且很快有其他地方补充过来，特别是尾部还处于高温状态，这样已经受冷的部分收缩，而尾部高温则推挤着外层更加压的紧密。最终，形成外层的高压应力状态。

力学Nerd王小胖

鲁珀特之泪是一种外观犹如蝌蚪的实心玻璃，它拥有十分奇特的物理性质。鲁珀特之泪可以抵挡子弹的冲击，但却能被轻易捏爆。

鲁珀特之泪的制作方法非常简单，把熔融的普通玻璃滴入水中就能形成这种蝌蚪状的实心玻璃。自从鲁珀特之泪出现四个世纪以来，人们一直对它的反常力学性能感到困惑不已。它的头部可以承受高达1.5万牛的压力，但尾部断掉之后，整个玻璃都会爆裂成碎末。

直到最近，这种玻璃的奇特力学性能才被逐渐揭开。在高速摄影机的帮助下，科学家发现鲁珀特之泪的内部存在不均匀的残余应力，而这种不平衡源于它的形成方式。

当温度较高的熔融玻璃与温度较低的水相遇时，整个玻璃的降温速度是不一样的，表面会快速降温固化，内部降温固化的速度则会慢一些。这就会导致体积不断发生改变，使得表面存在很高的压应力，而中心则有很高的拉应力。

因此，虽然鲁珀特之泪的头部拥有相当高的硬度，但它是处于不平衡的状态。当鲁珀特之泪的细小尾部被破坏时，残余应力会被快速释放，导致裂纹以每秒超过一公里的极高速度扩展到全身，从而引发整个玻璃破碎。

火星一号

鲁伯特之泪只是名字很凄美，实际上就是特殊环境下形成的拉长水滴形玻璃，但鲁伯特之泪完全能称得是上最硬的玻璃之一，甚至可以轻松撞碎子弹，但鲁伯特之泪同时也是最脆弱的玻璃，尾部被触碰的一瞬间就会完全粉碎成玻璃渣。

鲁伯特之泪这种神奇的力学特性一直让科学家们十分着迷，自从17世纪德国鲁伯特亲王第一次在无意中制造出这种奇特的玻璃制品后，科学家对它的研究就一直没有中断过，测量结果表明鲁伯特之泪的头部可以承受8吨的重压而不碎裂，但是只要对其尾部施加一丁点压力，整个鲁伯特之泪就会以每秒1450米到1900米的速度爆裂，也就是说如果人类制造一个两公里长度的巨型鲁伯特之泪，那么只要找一个人轻轻捏一下鲁伯特之泪的尾部，那么两公里直径的鲁伯特之泪就会马上碎成渣。

鲁伯特之泪如此奇特的性质主要是因为内部极不均衡的压力所导致的，融化的玻璃表面在接触到冷水的一瞬间就会冷却成外壳，但是壳内的玻璃却仍然是液态的，在内核慢慢凝固的同时就会不断的拉扯外部的玻璃，导致鲁伯特之泪内部的压应力不断加强，最终造就了鲁伯特之泪近乎变态的力学特性。

但鲁伯特之泪的坚硬是内部应力平衡的结果，当尾部早到破坏之后“浓缩”在鲁伯特之泪内部的巨大应力就会瞬间失去平衡，鲁伯特之泪也会在瞬间“爆体而亡”

宇宙探索未解之迷

首先我们得知道“鲁珀特之泪”到底是什么东西，怎么说子弹都打不碎，怎么说一捏尾部就碎？听起来是好奇怪的东西。

其实说起来鲁珀特之泪并不是什么神奇的东西，它的制作过程并不是非常的复杂。高温融化的玻璃滴入冰水，冷却后就可以形成水滴状态的玻璃球体，就是鲁珀特之泪了。

这种玻璃有着奇妙的物理特点。物理实验下竟然能在8吨甚至数十吨压力下不碎，并且枪支实验下也是安然无恙的，坚硬异常。

然而，若是对其纤细的尾部稍微施加压力，整颗玻璃泪珠就会瞬间爆裂四溅碎满地。

那么，这种时而坚硬异常，时而脆弱无比的东西，到底为何会像这样呢？

鲁珀特之泪之所以这么的坚硬，也那么脆弱，都是在形成时玻璃内部形成的压应力造成。

当玻璃高温状态下形成流体滴入水中，表面迅速的凝结形成固体外壳，而内部确还是处于液体状态，我们都知道热胀冷缩这个远离。当温度降低，内部液态玻璃也凝固时，就会产生一个向内收缩的力。但是外部由于早就凝固，内部收缩的力和外部抵抗收缩的力就会形成一个僵持不下的作用力，这就是压应力。

当外部受到外力，首先力是由外部向内部传递，由于内部本身具有收缩力，在压应力的作用下，会极大的抵消外力作用，使其变得很坚固，不容易破碎。钢化玻璃就是通过这种远离来的，所以钢化玻璃也同样是受损就是一整块的碎，同时也是不可切割的。

易破碎也是这种力造成，本身这种结构就是表现力的不平衡，当外部遭到破坏时，这些应力迅速释放出来，便会使得裂纹瞬间传遍全体、支离破碎。所以说，上帝对待任何事物都是公平的，具有两面性。一方面让你坚固无比，一方面让你不堪一击，关键在于你的弱点是什么！

壹点科谱

世界上有一种玻璃，它既坚硬无比，连子弹都打不碎；又异常脆弱，用手轻轻一按，就会灰飞烟灭，坚硬和柔软共存。这到底是为什么呢？一起来看看吧。

这种玻璃有一个非常浪漫的名字，鲁伯特之泪。是不是让人浮想联翩呢？鲁伯特之泪的制作工艺也非常简单，只需将普通的玻璃融化后，滴入冰水中，你就能得到一滴鲁伯特之泪了。这种玻璃非常坚硬，液压机想要压碎它，至少需要20吨的压力，还得冒着液压机砸凹的风险。

还有人做实验将子弹对准鲁伯特之泪的头部打了过去，结果子弹撞了个粉碎，玻璃头一点事情都没有，只是震碎了玻璃尾部。但如果你轻轻捏住玻璃尾部，微微一用力玻璃就会瞬间爆裂。这种神奇的特性，让当时的科学家叹为观止，又百思不得其解。

后来人们才发现，这是因为玻璃内部不均匀的压力导致的。融化的玻璃滴入冰水中，表面迅速的冷却了，但内部却还是液态的。等内部的玻璃也凝固缩小的时候，会拉着已经是固态的表层玻璃收缩。表层玻璃受到压应力，内部玻璃则受到了拉应力，两股力量相互拉扯，所以玻璃的头部会变得异常的坚硬。

但玻璃的尾部最轻，进入冰水里会迅速冷却，导致整个玻璃受力不均。当尾部受力时，这些不均匀的压力会瞬间释放出来，裂纹传遍整个玻璃，玻璃就会瞬间支离破碎了。鲁伯特之泪，两种矛盾体的完美结合，太神奇了。

潘彩蛋

当熔融的玻璃水滴落到冷水中时，它的冷却过程是这样的：由于刚刚滴落在冷水中，熔融的玻璃水外壳迅速冷凝形成，但是由于热传递并不迅速，玻璃水的内部依然是熔融状态。

这就导致内部在冷缩的过程中，也要拉着外部已经是固态外壳的壳体收缩，这样在固态的表面积攒了巨大的压应力，一般的子弹撞击鲁珀特之泪的头部是没有效果的。

而为何一捏那细长的尾部，鲁珀特之泪就迅速崩碎掉了呢？

想要了解原因就需要知道这个“玻璃泪滴”的应力分布，研究人员通过透射偏光显微镜分析了鲁珀特之泪的应力分布，如下：

要想让整个的“泪滴”崩碎掉，就需要在尾端稍稍用力一压，尾部很细，稍微用力就会碎掉，这种碎裂的裂纹迅速传入核心处也就是头部，高速摄影机拍摄到裂纹的传递速度在1500m/s左右。在电光火石之间，整体的应力瞬间被释放出来，土崩瓦解掉，比拿着尖锐的器具敲击钢化玻璃边缘处导致的碎裂速度还快。

个人浅见，欢迎评论！

（鲁珀特之泪碎裂瞬间）

科学船坞

这是一个非常好玩的问题。

让我们先看看鲁伯特之泪的奇妙特性：

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關鍵字: 一捏 科学 鲁伯特