子弹打不碎的鲁珀特之泪的神秘!让我们一起来了解这是怎么回事吧

对于那些不熟悉鲁珀特之泪头部的人来说,这个奇怪的科学之谜是一个看起来很简单的玻璃物体,它是由熔融的玻璃滴入非常冷的水中形成的。这个过程产生了各种各样疯狂的物理性质,我们稍后会详细讨论,但最终的结果是一块泪滴状的玻璃,在球状的头部几乎是不可打碎的,但在细长的尾部受到轻微的压力就会破碎。

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自17世纪以来,物理学家们一直痴迷于这些“牢不可破”的玻璃滴。但是如果你用子弹射击会发生什么?在2016年的一段视频中,来自Smarter Every Day的德斯汀用最新的技术找到了答案,以每秒15万帧的惊人速度记录了整个过程。

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那么,这是怎么回事呢?正如你在上面的视频中看到的,拍摄鲁珀特之泪的坠落通常也会使玻璃物体碎掉,但这并不是因为在厚的一端打碎了玻璃。

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在精彩的慢动作中,你可以看到子弹在宽落点上碎裂,发出冲击波,震动结构的其他部分,导致薄的一端断裂,导致整个结构爆炸。要理解这是如何运作的,你首先需要理解为什么鲁珀特之泪的头部如此奇怪。


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当鲁珀特之泪的水滴被制造出来时,熔融的玻璃被倒入极冷的水中,导致水滴的外部几乎立即冷却凝固,而内部则保持熔融状态,冷却速度更慢。由于热膨胀,玻璃在热的时候想要膨胀,在冷的时候想要收缩。

这意味着当玻璃内部的熔融物逐渐冷却时,它会收缩并将固体外层向内拉。但因为外层已经固化了,这只会让整个东西变得更紧,让鲁伯特王子的球根末梢变得坚不可摧,结果是防弹的。

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但是因为玻璃的外层承受着极高的压缩应力,而内部承受着极高的拉伸应力,一旦一个环节被打破,整个结构就会爆炸,消耗掉储存的内部能量。这就是当水滴后面脆弱的细端被打破时所发生的事情,它释放出所有被压抑的能量,这就是为什么整个东西粉碎的原因。

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现在我们知道,这些令人难以置信的玻璃碎片更令人着迷,因为当以正确的角度射击时,它们也能承受0.22口径步枪的子弹。事实上,如果你看完,你会看到鲁珀特之泪的一颗水滴上留下的痕迹,只是被子弹擦过,甚至没有破裂。简直太神奇了。


来源:行星绽放

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