Nước mắt rubber là gì

Giới quý tộc Anh ở thế kỷ 17 nổi tiếng là những người ham học hỏi và không né tránh khoa học. Vua Charles II thậm chí đã chết vì niềm đam mê với thuật giả kim: ở thời đại của chúng ta, thủy ngân đã được tìm thấy trong tóc của ông với nồng độ không tương thích với sự sống. Em họ của Charles II, Hoàng tử Rupert, nổi tiếng là người đam mê những tò mò khoa học, cả về lý thuyết và thực tiễn.

Hoàng tử Rupert này, còn được gọi là Công tước Ruprecht von der Palatinate, đã mang đến London đúc thủy tinh dưới dạng giọt với đuôi dài xoắn. Đưa chúng như một món quà cho nhà vua, Rupert nói rằng đây là một phát minh gần đây của người Đức, và độ bền của giọt thủy tinh vượt xa thép.

Rupert đã che giấu phương pháp sản xuất với nhà vua, với lý do là sự thiếu hiểu biết. Mặc dù bây giờ chúng ta đã hiểu: hoàng tử im lặng chỉ vì bí ẩn lớn hơn ...

Charles II đã đưa những giọt nhận được để phân tích cho Hiệp hội Khoa học Hoàng gia. Kể từ lúc đó, vinh quang của giọt nước mắt Rupert bắt đầu.

Thuộc tính thả Rupert

Độ bền của những mảnh kính chưa được biết đến cho đến nay đã khiến các nhà khoa học Anh kinh ngạc. Cú đánh của Rupert thậm chí còn chịu được cú đánh của một thợ rèn thô bạo, và những vết lõm vẫn còn trên thép của đe và búa. Làm thế nào mà thủy tinh có thể có độ cứng và sức mạnh như vậy? - các nhà khoa học tòa án kinh ngạc.

Tuy nhiên, độ mạnh của những giọt thủy tinh của Rupert là không đồng đều. Nếu phần đầu của con rơi có thể chịu được bất kỳ cú đánh nào, thì phần đuôi - đặc biệt là phần đầu của đuôi - rất dễ bị tổn thương. Điều kỳ lạ nhất là sự phá hủy phần đuôi đã dẫn đến sự tan rã ngay lập tức của toàn bộ khuôn đúc thủy tinh! Hơn nữa, sự phân hủy bùng nổ, với sự phân tán tức thời của những mảnh vỡ nhỏ nhất!

Các thành viên của Hiệp hội Khoa học Hoàng gia đã gửi thư hỏi về bản chất của thủy tinh bất thường với tất cả các giới hạn có sẵn. Sự phổ biến của một món đồ chơi khác thường trong giới quý tộc London bắt đầu phát triển. Hoàng tử Rupert đã kinh doanh tốt khi bán những giọt thủy tinh tuyệt vời với giá cao, sau đó củng cố mối quan hệ bằng những món quà thú vị.

Ngay sau đó tình hình bắt đầu sáng tỏ ...

Những giọt nước mắt của Rupert đến từ ...?

Hoàng tử không bao giờ khăng khăng về quyền tác giả của mình đối với một món đồ trang sức vui nhộn, và quy vinh dự phát minh ra giọt thủy tinh cho các nghệ nhân Đức. Tuy nhiên, hóa ra ở Hà Lan gần đó, những điều kỳ lạ như vậy đã được biết đến từ lâu - họ biết và biến chúng thành thú vui của công chúng. Hơn nữa, người Hà Lan mang những giọt thủy tinh đi khắp thế giới, và ở khắp mọi nơi họ được gọi là "nước mắt Batavian", theo tên xưởng đóng tàu Batavia trên bờ Vịnh Zuiderzee.

Theo thông tin nhận được từ người Hà Lan, người Đan Mạch đã bắt đầu chơi với những giọt nước mắt của Rupert trước người Đức - nhưng bí quyết làm ra những vật đúc bằng thủy tinh bền bỉ đã đến với Đan Mạch từ Ý. Toàn bộ miền nam châu Âu gọi chúng là "bình Bologna" và không có gì khó khăn trong việc tạo ra những giọt nước từ thủy tinh.

Giọt Rupert - thật dễ dàng!

Để có được những giọt thủy tinh có hình dạng đặc trưng và độ bền chưa từng có, các nhà sản xuất thủy tinh đã báo cáo rằng thủy tinh được làm nóng đủ đến độ nhớt chất lỏng nên được thả vào một thùng chứa có nước lạnh. Vật đúc cứng là chiếc bình Bologna, còn được gọi là giọt nước của Rupert - theo quan điểm của những nghệ nhân nghiêm túc, một món đồ lặt vặt trống rỗng và một bản dịch bằng chất liệu đắt tiền.

Sau một loạt các thí nghiệm, các nhà khoa học của Hiệp hội Hoàng gia London đã xác định: để thu được những giọt Rupert thành công nhất, ly thủy tinh phải được lấy càng sạch càng tốt và không được nung cao hơn mức độ mềm hoàn toàn - nếu không giọt rơi xuống nước được bao phủ bởi các vết nứt.

Hài lòng với điều đó ...

Một cách hiện đại về giọt của Rupert

Vật lý giải thích sự xuất hiện của giọt Rupert là kết quả của quá trình tôi luyện lâu đời - một công nghệ được áp dụng rộng rãi cho các sản phẩm thép, nhưng trong trường hợp này là liên quan đến thủy tinh. Vô định hình trong cấu trúc của nó, thủy tinh bán lỏng đông đặc mà không kết tinh, nhưng với sự giảm thể tích.

Làm mát nhanh chóng giọt thủy tinh trong môi trường làm giảm nhiệt độ hiệu quả dẫn đến sự nén chặt các lớp bên ngoài của cơ thể, nén mảng với sự kéo căng đồng thời của lõi vẫn còn nóng của vật đúc.

Sức mạnh của sự sụt giảm của Rupert không phải là không có giới hạn, và chỉ có độ bền gấp bốn lần kính được sản xuất bằng công nghệ thông thường. Tuy nhiên, các chỉ số về độ bền phụ thuộc nhiều vào thành phần của điện tích thủy tinh, và thủy tinh thạch anh dày đặc ở dạng tôi luyện và thả thực sự có thể chịu được cú đánh của búa thợ rèn.

Nhưng chỉ khi bạn không đánh trúng cái đuôi mỏng manh, dễ vỡ của giọt nước của Rupert!

Bẻ một giọt Rupert

Việc phá vỡ một giọt Rupert rất dễ dàng. Nếu bạn phá vỡ, đập ra, bắn ra phần đuôi thủy tinh mỏng của giọt nước của Rupert, tất cả sẽ tan thành mây khói ngay lập tức! Hơn nữa, tốc độ và khoảng cách phân tán của các mảnh nhỏ nhất của vụ rơi là rất thực tế.

Đó là lý do tại sao, ở châu Âu cổ đại, một giọt Rupert vui mừng nhanh chóng chuyển từ thể loại tò mò hài hước sang thể loại giải trí nguy hiểm.

Các nhà thí nghiệm hiện đại không ngừng thí nghiệm với giọt của Rupert. Đặc biệt ngoạn mục là những nỗ lực phá hủy những giọt thủy tinh bằng một phát súng trường. Một viên đạn chì mềm đập vào đầu Rupert rơi với một lực lớn hơn nhiều so với lực của búa thợ rèn, nhưng viên đạn không thể làm vỡ kính cường lực.

Sóng xung kích phát sinh trong khối thủy tinh có thể gây tử vong cho phần đuôi mỏng của giọt Rupert. Khi một xung dao động đi qua thủy tinh mỏng, các vết nứt mở rộng nhanh chóng được tạo ra. Với tốc độ hơn 1 km / s, các vết nứt phát triển khắp phần thân của giọt nước, sinh sôi, nở ra và thực sự làm nổ kính.

Phát sáng bùng nổ khi thả Rupert

Đặc biệt thú vị là ánh sáng lóe lên đi kèm với làn sóng phân rã của kính cường lực. Loại hiện tượng phát sáng này được gọi là hiện tượng phát quang tribol. Sự phát quang xảy ra, trái ngược với sự phát quang thông thường, không phải ở độ dày của vật liệu, mà ở môi trường biên.

Các tia chớp tribol màu đỏ xanh của giọt Rupert đang phân hủy là bản chất của sự phát sáng của các nguyên tử khí trong khí quyển, bị kích thích bởi phóng điện yếu. Các phân tử tạo ra điện

Nước mắt Batavian hay bình Bolognese, cũng như giọt của Hoàng tử Rupert, là những giọt thủy tinh cứng có đặc tính cực kỳ bền. Chúng được đưa đến Anh bởi Hoàng tử Rupert của Palatinate vào giữa thế kỷ 17. Đồng thời, chúng đã thu hút được sự quan tâm theo dõi của các nhà khoa học.

13886 1 3 19

Rất có thể, những giọt thủy tinh như vậy đã được những người thợ thổi thủy tinh biết đến từ thời xa xưa, nhưng chúng thu hút sự chú ý của các nhà khoa học khá muộn: vào khoảng giữa thế kỷ 17. Chúng xuất hiện ở Châu Âu (theo nhiều nguồn khác nhau, ở Hà Lan, Đan Mạch hoặc Đức). Công nghệ sản xuất "nước mắt" tuy được giữ bí mật nhưng hóa ra lại rất đơn giản.

Nếu bạn thả thủy tinh nóng chảy vào nước lạnh, bạn sẽ có một giọt nước hình con nòng nọc với một cái đuôi dài và cong. Đồng thời, giọt nước có sức mạnh đặc biệt: “đầu” của nó có thể bị búa đập vào mà không bị vỡ. Nhưng nếu bạn làm gãy đuôi, giọt nước sẽ ngay lập tức vỡ thành những mảnh nhỏ.

Các khung hình được ghi lại bằng kỹ thuật chụp ảnh tốc độ cao cho thấy mặt trước “vụ nổ” di chuyển từng giọt ở tốc độ cao: 1,2 km / s, cao hơn gần 4 lần so với tốc độ âm thanh.

Kết quả của việc làm lạnh đột ngột, giọt thủy tinh chịu ứng suất bên trong mạnh, gây ra các đặc tính kỳ lạ như vậy. Lớp bên ngoài của giọt nguội nhanh đến mức cấu trúc thủy tinh không có thời gian để xây dựng lại. Lõi được kéo căng, và lớp bên ngoài được nén lại. Tương tự, người ta thu được kính cường lực - tuy nhiên, nó không có cái đuôi đó, vì vậy nó có thể làm vỡ vỏ rất dễ dàng.

Prince Rupert's Drop
Đây là một trong những đặc tính thú vị của thủy tinh, được dân gian gọi là "giọt nước mắt của Hoàng tử Rupert" (còn được gọi là bóng của Rupert hoặc nước mắt của người Hà Lan).

Làm một giọt Prince Rupert rất đơn giản. Đơn giản chỉ cần lấy thủy tinh nóng và thả nó vào một xô nước. Kết quả là nước nhanh chóng làm lạnh bề mặt bên ngoài của kính, nhiệt độ bên trong vẫn ở mức cao đáng kể. Khi bên trong ly cuối cùng nguội đi, nó sẽ co lại bên trong lớp vỏ bên ngoài vốn đã cứng. Điều này tạo ra một căng thẳng rất mạnh.

Điều thú vị là cú rơi có sức mạnh đáng kinh ngạc. Độ bền là đáng kinh ngạc.

Đúng vậy, bằng cách bẻ đuôi của nó, bạn sẽ gây ra vụ nổ phá hủy tức thời, tương tự như vụ nổ gây ra bất kỳ sản phẩm thủy tinh nào không được đưa vào lò ủ sau khi đúc - chỉ cần bẻ đuôi là bạn sẽ tự mình bắt đầu quá trình này.

Không giống như thủy tinh thông thường, giọt nước này không thể bị vỡ ngay cả khi bạn dùng búa đập rất mạnh - nếu bạn đập vào phần chính của "giọt nước". Đồng thời, nếu "đuôi" của một vết rách bị hư hỏng nhẹ, nó sẽ phát nổ như một quả lựu đạn - tuy nhiên, điều này chỉ có thể thấy được với một chiếc máy ảnh có khả năng chụp với tốc độ 100.000 khung hình / giây. Đây là những gì bạn có thể thấy:

Tốc độ của lỗi là khoảng 4.200 km một giờ.

Hoàng tử Rupert, em họ của Vua Charles II, có nhiều danh hiệu như những tài năng bẩm sinh: Bá tước Palatine of the Rhine, Công tước xứ Bavaria, Bá tước Holderness, Công tước xứ Cumberland, kỵ binh bán thời gian, thủy thủ, nhà khoa học, nhà quản trị và nghệ sĩ.

Cha của ông, Friedrich von Palatinate, là vua của Cộng hòa Séc trong đúng một mùa đông, và dành phần đời còn lại của mình ở Hà Lan. Ngay từ khi còn là một đứa trẻ, Rupert đã thông thạo các ngôn ngữ chính của châu Âu, thể hiện khả năng toán học tốt và tài năng như một người soạn thảo. Rupert bắt đầu binh nghiệp năm 14 tuổi, đồng hành cùng Hoàng tử Orange trong cuộc vây hãm Rhinberg. Hai năm sau, trong cuộc xâm lược Brabant, anh vào phục vụ cho cận vệ của hoàng tử, và năm sau, cùng với anh trai của mình, anh đến thăm họ hàng người Anh, tạo ấn tượng vô cùng thuận lợi đối với Charles Đệ nhất. Từ chuyến đi này, ông trở về với tấm bằng Thạc sĩ Nghệ thuật danh dự, được trao cho một vị khách quý tại Oxford.

Năm 1637, Rupert tham gia vào cuộc bao vây Breda, sau đó cùng với anh trai và một đội lính đánh thuê Scotland, anh đã đến chiến đấu ở Westphalia, nơi mà vào mùa thu năm 1638, anh bị bắt. Cho đến năm 1641, ông sống mòn mỏi trong tù, và lúc này Lãnh chúa Arundel, đại sứ Anh tại Vienna, đã tặng hoàng tử một con chó, con chó sau này đã trở nên vô cùng nổi tiếng.

Đó là một con chó xù lông trắng, được cho là đã nhập lậu ra khỏi Thổ Nhĩ Kỳ, nơi mà Quốc vương cấm người nước ngoài mua chó của giống chó này. "Thật vô cùng tò mò muốn xem người đàn ông trơ ​​tráo và bồn chồn này đã gây cười như thế nào khi dạy một con chó một kỷ luật mà bản thân anh ta chưa bao giờ biết đến." Chú chó xù, có biệt danh là Boy khiêm tốn, luôn đồng hành cùng Rupert cho đến khi anh chết trong Trận chiến Marston Moor. Chú chó xù được ghi nhớ một cách háo hức trong các cuốn sách nhỏ về những người "đầu tròn", chẳng hạn như trong một bức khắc, chú chó được miêu tả đang gầm gừ trước các thành viên của quốc hội do Cromwell giải tán. Boy được hưởng nhiều đặc quyền - được ngủ trên giường của chủ, được sử dụng dịch vụ của nhiều thợ cắt tóc hơn Rupert, và nhận được nhiều thứ nhất từ ​​tay của Vua Charles, người đã cho phép Boy ngồi vào ghế của mình. Theo lời đồn, con chó rất thông minh. Vì vậy, với từ "Karl", anh ta bắt đầu vui mừng nhảy lên và rất thích nghe phụng vụ, quay mõm về phía bàn thờ. Điều này rõ ràng đã gây ra tin đồn rằng một linh hồn đi theo Rupert dưới dạng Cậu bé, họ nói, con chó có thể trở nên vô hình và tham gia vào các buổi lễ chiêu hồn do chủ nhân của nó tiến hành. Và người đồng nghiệp tội nghiệp đã bị giết. Cuộc chiến, như người ta nói, là một viên đạn bạc.

Trở về với Hoàng tử Ngoài việc huấn luyện Boy trong những năm bị giam cầm, Rupert còn tổ chức các cuộc trò chuyện thần học với những người giải tội, chống lại những nỗ lực cải đạo anh ta sang Công giáo, nâng cao kỹ năng làm thợ khắc, đọc sách về nghệ thuật quân sự và bắt đầu ngoại tình với cô con gái. của thống đốc. Nhờ những nỗ lực của Charles Đệ nhất, Rupert đã nhận được tự do của mình với điều kiện anh ta không bao giờ quay trở lại vũ khí của mình để chống lại hoàng đế. Vào tháng 8 năm 1642, Hoàng tử, cùng với em trai Moritz, đến Anh với sự chỉ huy của một đội gồm các cựu binh Anh và Scotland trong các cuộc Chiến tranh Lục địa để đứng về phía Nhà vua trong cuộc nội chiến với Nghị viện. Được trao bởi Order of the Garter, Rupert đứng đầu đội kỵ binh hoàng gia, nhưng chẳng bao lâu sau niềm vui về sự xuất hiện của anh đã trở nên phổ biến.
Mặc dù Rupert là một người lính dày dặn kinh nghiệm, nhưng anh ta có một nhiệt huyết trẻ trung, cùng với cách cư xử đối ngoại, đã đẩy lùi những cố vấn đáng kính của nhà vua. Đặc biệt, sự bất mãn có thể hiểu được của họ là do tuyên bố của hoàng tử rằng anh ta muốn nhận lệnh riêng từ người chú cường tráng của mình. Tuổi trẻ đã khiến Rupert trở thành kẻ phá bĩnh. Trong trận Edgehill vào tháng 10 năm 1643, kỵ binh của ông đã đánh bại hoàn toàn kỵ binh của nghị viện, nhưng do bị truy đuổi, Rupert rời chiến trường, do đó tước đi cơ hội đánh bại quân bảo hoàng cơ hội gây ra một thất bại quyết định cho những kẻ đầu tròn.

Hoàng tử đã thể hiện một nghị lực đáng nể, khi kết hợp công việc hành chính với việc tiến hành các cuộc chiến trong những năm 1643-44: ông chiếm Bristol, cai trị xứ Wales, dỡ bỏ cuộc bao vây khỏi York ... Sau thất bại tại Marston Moor, Rupert đứng đầu quân đội bảo hoàng, trên danh nghĩa là do Hoàng tử xứ Wales lãnh đạo. Những bất đồng nội bộ và một số nguyên nhân khách quan dẫn đến thất bại tại Naisby, sau đó Rupert nghi ngờ kết quả thành công của cuộc chiến tranh giành nhà vua và khuyên Charles đi đến thỏa thuận với Nghị viện.
Đây được coi là một ác ý, mà cuối cùng nhà vua cũng bị thuyết phục sau khi hoàng tử đầu hàng Bristol cho quân đội quốc hội. Nhà vua cách chức Rupert, người đã xuất hiện ở Newark và yêu cầu một phiên tòa, kết quả là anh ta được trả lại danh nghĩa của mình, nhưng không phải lệnh. Năm 1646, các Hoàng tử Rupert và Moritz đã bị trục xuất khỏi Anh theo lệnh của Quốc hội.

Trên Lục địa, Rupert dẫn đầu các toán người Anh di cư vào phục vụ Pháp, và chỉ huy họ trong các cuộc chiến chống lại Tây Ban Nha. Sau khi cuộc nội chiến thứ hai ở Anh bùng nổ, hoàng tử đã thử sức mình với tư cách là một thủy thủ với những thành công khác nhau. Năm 1649, ông và Moritz nhận quyền chỉ huy 8 con tàu và đến Ireland dưới sự chỉ huy của Hầu tước Ormond, nơi ông tiếp tục truyền thống vẻ vang của nước Anh - ông cướp của những người lạ và giao chiến lợi phẩm cho riêng mình.
Đô đốc Quốc hội Blake được cử đến để chấm dứt tình trạng thái quá này, và Rupert lên đường đến Bồ Đào Nha, nơi anh ta được hứa hẹn là nơi trú ẩn, nhưng Blake đuổi kịp anh ta ở cảng Lisbon. Bị phơi bày là một tên cướp biển, hoàng tử bắt đầu một chuyến đi tự do qua Địa Trung Hải và Đại Tây Dương. Vào mùa xuân năm 1652, Rupert đi thuyền đến bờ biển Tây Phi, nơi ông bị thương trong trận chiến với người bản xứ.
Ông lên đường đến Tây Ấn vào mùa hè năm 1652, chỉ để phát hiện ra rằng vùng đất của phe Bảo hoàng ở Barbados, nơi ông hy vọng tìm được nơi ẩn náu, đã đầu hàng vào Khối thịnh vượng chung. Vào mùa thu, trên đường từ Quần đảo Virgin, hai trong số bốn tàu của Rupert đã bị mất trong một cơn bão, một trong số đó do Moritz chỉ huy. Chán nản trước cái chết của anh trai, hoàng tử trở về châu Âu vào năm 1653.

Rupert được chào đón nồng nhiệt tại triều đình của vị vua lưu vong Charles II ở Paris, nhưng các lễ phục nhạt dần tương ứng với việc nó tính ra số chiến lợi phẩm chính xác mà anh ta mang từ Tây Ấn. Vị hoàng tử vỡ mộng đã trải qua sáu năm sau đó trong mờ mịt, vì đã tranh cãi về quyền thừa kế với anh trai mình.
Sau khi Charles II được trùng tu vào năm 1660, Rupert trở về Anh và được nhà vua tiếp đón nồng nhiệt, bất chấp những bất đồng trước đó. Ông nhận lương hưu hàng năm và được bổ nhiệm vào Cơ mật viện năm 1662, điều kiện của hải quân được ông đặc biệt quan tâm.
Rupert cũng quan tâm đến các dự án kinh doanh ở nước ngoài, trở thành thống đốc đầu tiên của Công ty Vịnh Hudson vào năm 1670. Lãnh thổ được cấp cho Công ty được đặt tên là "Vùng đất Hoàng tử Rupert" để vinh danh ông. Ông cũng là một cổ đông tích cực của Công ty Châu Phi. Đóng góp của Rupert vào sự phát triển của thương mại được đánh dấu bằng một viên đá được cá nhân hóa đặt tại nền tảng của Sàn giao dịch Hoàng gia mới.
Hoàng tử với tư cách là đô đốc đã tham gia tích cực vào các cuộc Chiến tranh Anh-Hà Lan lần thứ hai và thứ ba, đóng một vai trò quan trọng trong trận chiến Lowestoft và trong chiến thắng vào Ngày Thánh James (25 tháng 7 năm 1666). Từ năm 1673 Rupert cống hiến hết mình cho công việc hành chính của Bộ Hải quân. Ông qua đời ở tuổi 62 vào năm 1682 và được chôn cất với danh dự tại Westminster.

Tiếp tục thể hiện sự quan tâm đến các thí nghiệm khoa học, Rupert trở thành một trong những người sáng lập Hiệp hội Hoàng gia. Đặc biệt, ông đã thử nghiệm sản xuất thuốc súng (phương pháp do ông đề xuất khiến thuốc súng hiệu quả gấp 10 lần), cố gắng cải tiến súng, phát minh ra hợp kim được gọi là "kim loại của hoàng tử", và cũng phát triển một thiết bị, có thể nói là sâu lặn biển.
Hoàng tử đã lập công thức toán học cho "khối lập phương Rupert", đạt được thành công đáng kể với tư cách là một nhà sản xuất mật mã, xây dựng một nhà máy nước ở đầm lầy Hackney, phát triển một công cụ hải quân mà ông đặt tên là Rupertinoe, phát minh ra một cơ chế đảm bảo sự cân bằng của góc phần tư. khi đo đạc trên một con tàu, cố gắng cải tiến các dụng cụ phẫu thuật và là tác giả của những bản khắc đặc biệt.

Về đời tư, Rupert chưa bao giờ kết hôn mà để lại hai đứa con ngoài giá thú: con trai Dudley (1666) từ Francis Byrd và con gái Rupert (1673) từ nữ diễn viên Margaret Hughes (Hughes). Sau này, nhờ mối quan hệ của cô với Rupert, đã trở thành nữ diễn viên chuyên nghiệp đầu tiên của nhà hát Anh; năm 1669, Margaret cùng với các diễn viên nam được hưởng đặc ân của "người hầu hoàng gia" - cô không thể bị bắt vì nợ nần. Điều này rất hữu ích, bởi vì cô ấy đã dẫn đầu một lối sống hoang phí.
Trong suốt mối quan hệ của họ, Rupert đã tặng cô số trang sức trị giá 20.000 bảng Anh, trong số đó có đồ trang sức của gia đình Palatinate, đồng thời mua một biệt thự cho Margaret với giá 25.000 bảng Anh khác. Rupert thích cuộc sống gia đình - hay sự thanh lịch của nó - anh hài lòng ghi nhận khi quan sát cô con gái nhỏ của mình: "Cô ấy đã cai quản toàn bộ ngôi nhà và đôi khi còn tranh cãi với mẹ, điều đó khiến tất cả chúng tôi đều bật cười." Người ta tin rằng Margaret đã trở thành vợ của Rupert.

Anh ta để lại tài sản của mình một cách bình đẳng cho cô và con gái.

), hay "Nước mắt Đan Mạch". Đầu thả cực kỳ mạnh mẽ, rất khó để làm hỏng nó về mặt cơ học khi nén: ngay cả những cú đánh mạnh bằng búa hay máy ép thủy lực cũng không gây hại cho nó. Nhưng điều đáng làm là làm gãy chiếc đuôi mỏng manh một chút, và toàn bộ giọt nước sẽ vỡ tan thành những mảnh nhỏ trong nháy mắt.

Đặc tính kỳ lạ này của giọt thủy tinh lần đầu tiên được phát hiện vào thế kỷ 17, ở Đan Mạch hoặc ở Hà Lan (do đó có tên khác là nước mắt Batavian), hoặc ở Đức (các nguồn khác nhau), và một điều nhỏ bất thường nhanh chóng lan truyền khắp nơi. Châu Âu như một món đồ chơi vui nhộn. Ngọn lửa được đặt tên để vinh danh tổng chỉ huy kỵ binh hoàng gia Anh, Rupert của Palatinate, thường được biết đến với cái tên Hoàng tử Rupert. Năm 1660, Rupert của Palatinate trở về Anh sau một thời gian dài sống lưu vong và mang theo những giọt thủy tinh lạ thường, ông đã trình bày với Charles II, người đã chuyển chúng đến Hiệp hội Hoàng gia London để nghiên cứu.

Công nghệ chế tạo giọt nước này được giữ bí mật trong một thời gian dài nhưng cuối cùng hóa ra lại rất đơn giản: chỉ cần thả thủy tinh nóng chảy vào một xô nước lạnh. Trong công nghệ đơn giản này nằm ở bí mật về độ mạnh và điểm yếu của điểm rơi. Lớp thủy tinh bên ngoài nhanh chóng cứng lại, giảm thể tích và bắt đầu tạo áp lực lên lõi vẫn còn lỏng. Khi phần bên trong cũng nguội đi, phần nhân bắt đầu co lại, nhưng điều này bây giờ bị chống lại bởi lớp bên ngoài vốn đã đông cứng. Với sự trợ giúp của lực hút giữa các phân tử, nó giữ phần lõi được làm lạnh, phần lõi này bây giờ buộc phải chiếm một thể tích lớn hơn so với khi nó được làm lạnh tự do. Kết quả là, các lực đối nghịch phát sinh tại ranh giới giữa lớp ngoài và lớp trong, lực này kéo lớp ngoài vào trong, và ứng suất nén được hình thành trong đó, và lõi bên trong hướng ra ngoài, tạo thành ứng suất kéo. Trong trường hợp này, phần bên trong thậm chí có thể tách ra khỏi phần bên ngoài, và sau đó bong bóng hình thành trong giọt nước. Sự phản đối này làm cho sự sụt giảm mạnh hơn thép. Tuy nhiên, nếu bề mặt của nó bị hư hại do phá vỡ lớp bên ngoài, thì lực căng tiềm ẩn sẽ được giải phóng, và một làn sóng phá hủy nhanh chóng sẽ quét từ nơi bị hư hại dọc theo toàn bộ điểm rơi. Tốc độ của sóng này là 1,5 km / s, nhanh gấp 5 lần tốc độ âm thanh trong khí quyển Trái đất.

Nguyên tắc tương tự làm cơ sở cho việc sản xuất kính cường lực, ví dụ, được sử dụng trong xe cộ. Ngoài việc tăng cường độ bền, loại kính như vậy còn có một lợi thế an toàn nghiêm trọng: khi bị hư hỏng, nó sẽ vỡ thành nhiều mảnh nhỏ với các cạnh cùn. Thủy tinh “thô” thông thường vỡ thành những mảnh lớn sắc nhọn có thể khiến bạn bị thương nặng. Kính cường lực trong ngành công nghiệp ô tô được sử dụng cho cửa sổ bên và cửa sổ sau. Kính chắn gió cho ô tô được làm nhiều lớp (ba lớp): hai hoặc nhiều lớp được dán với nhau bằng một màng polyme, khi va chạm, sẽ giữ các mảnh vỡ và ngăn chúng bay ra.

Veronika Samotskaya

Prince Rupert's Drop là một đồ tạo tác bằng thủy tinh có hai đặc tính trái ngược nhau: đồng thời cực kỳ mạnh và cực kỳ dễ vỡ.

Các đốm màu trông giống như một con nòng nọc với đầu hình củ và một cái đuôi dài và mảnh. Cái đầu khỏe đến mức nó có thể chịu được một cú đánh từ búa, và những viên đạn bắn vào nó ở cự ly gần sẽ bị phá hủy khi va chạm - vâng, đó là đạn, không phải thủy tinh. Tuy nhiên, nếu bạn dùng ngón tay vuốt nhẹ phần đuôi của giọt nước, nó sẽ biến toàn bộ giọt nước, bao gồm cả đầu thủy tinh rắn, thành bột.

Những giọt nước của Prince Rupert (còn được gọi là "nước mắt Batavian" và "bình Bolognese") được hình thành bằng cách đặt thủy tinh lỏng vào nước lạnh, khiến bề mặt bên ngoài của giọt đông đặc ngay lập tức, trong khi thủy tinh bên trong vẫn nóng chảy. Lớp bên ngoài được làm lạnh cố gắng co lại trong khi lớp bên trong nóng chảy cố gắng nở ra. Trong quá trình kết tinh, các lực đối nghịch tác động lên đầu rơi khiến nó đồng thời có độ cứng và giòn bất thường. Nó trông giống như một vòm đá - cấu trúc đang chịu áp lực cực lớn, đó chính xác là điều không cho phép nó sụp đổ. Nhưng nếu bạn loại bỏ đá khóa, vòm sẽ sụp đổ.

Prince Rupert giọt lần đầu tiên được phát hiện ở Đức vào những năm 1640. Ban đầu chúng được tạo ra bởi những người thợ làm thủy tinh ở Mecklenburg, miền Bắc nước Đức, và được bán làm đồ chơi và đồ tò mò trên khắp châu Âu, nơi chúng được gọi với nhiều tên khác nhau, chẳng hạn như "nước mắt Phổ" hoặc "nước mắt Hà Lan". Các nhà sản xuất thủy tinh đã cẩn thận bảo vệ bí mật của họ, điều này dẫn đến một số giả thuyết về cách những giọt nước này được tạo ra.

Một nhà khoa học nghiệp dư đến từ Anh, Nữ công tước Margaret Cavendish, sau vài tuần thử nghiệm với hàng chục mẫu trong phòng thí nghiệm của mình, đã đưa ra kết luận rằng một lượng nhỏ vật chất dễ bay hơi đã được tiêm vào đầu giọt nước, phản ứng dữ dội khi tiếp xúc với hàng không.

Năm 1660, Hoàng tử Rupert của Palatinate, Công tước của Cumberland và một trong những người sáng lập Hiệp hội Hoàng gia, đã mang theo một số giọt thủy tinh để chứng minh chúng với các nhà khoa học và Vua Charles II. Như bạn có thể đã đoán, chúng được đặt theo tên của anh ấy.

Robert Hooke, người chịu trách nhiệm thực hiện các thí nghiệm cho các thành viên của xã hội, đã tạo ra một bước đột phá quan trọng khi cho rằng chính việc làm nguội thủy tinh sau khi ngâm trong nước đã tạo ra đặc tính kỳ lạ của giọt nước, mặc dù hiểu biết đầy đủ hơn về cơ học. không có sẵn cho đến ba thế kỷ sau đó.

Cho đến năm 1994, các nhà khoa học từ Đại học Purdue và Đại học Cambridge, sử dụng khung tốc độ cao để quan sát quá trình rơi vỡ, đã đưa ra kết luận rằng bề mặt của mỗi giọt nước chịu tải trọng nén cao, trong khi bên trong dưới tác dụng của lực ứng suất cao - ở trạng thái cân bằng không đều, có thể dễ bị xáo trộn do gãy đuôi. Các thí nghiệm cho thấy phần đầu củ ấu có khả năng chịu lực nén lên tới 7.000 kg trên một cm vuông. Người ta cũng ước tính rằng các vết nứt phá hủy lan truyền dọc theo đuôi và đầu với tốc độ đáng kinh ngạc 6.500 km / h.

Sau đó, cộng tác với Đại học Công nghệ Tallinn ở Estonia, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng để phá vỡ một giọt nước, bạn cần tạo ra một vết nứt có thể xâm nhập vào vùng ứng suất bên trong của nó. Lớp nén bên ngoài rất mỏng: nó chỉ bằng khoảng 10% đường kính của đầu rơi, nhưng nó có độ bền cực cao. Vì các vết nứt trên bề mặt có xu hướng lan truyền song song với bề mặt nên chúng không thể đi vào vùng ứng suất. Nhưng nếu phần đuôi bị nứt, các vết nứt sẽ đi vào vùng ứng suất và giải phóng toàn bộ năng lượng tích trữ, làm cho đầu rơi bị xẹp.

Kính cường lực, thường được sử dụng trong sản xuất ô tô và điện thoại di động, được làm theo nguyên tắc tương tự. Nó nhanh chóng được làm lạnh ở dạng nóng chảy bằng không khí lạnh, tạo ra sức căng bên trong cho phép bề mặt luôn được nén. Lực nén ngăn không cho các vết nứt phát triển, nhưng khi tấm kính cuối cùng bị vỡ, nó sẽ vỡ thành hàng nghìn mảnh nhỏ. Đây là lý do tại sao kính chắn gió ô tô vỡ thành nhiều mảnh nhỏ khi va chạm, nhưng chúng được phủ một lớp keo đặc biệt giúp ngăn chặn các hạt xâm nhập vào bên trong xe và gây thương tích cho hành khách.

Koushik Viswanathan của Đại học Purdue cho biết: “Ứng suất kéo là nguyên nhân thường khiến vật liệu bị vỡ theo cách tương tự như xé một nửa tờ giấy. “Nhưng nếu bạn thay đổi ứng suất kéo thành ứng suất nén, thì bạn sẽ khiến các vết nứt khó lan truyền hơn và đó chính xác là những gì xảy ra trong đầu rơi Prince Rupert.”