Раскрыта тайна капель принца Руперта | nenenews.ru
Фронтальные погрузчики

Раскрыта тайна капель принца Руперта



Одновременно прочные и хрупкие физические свойства кусочков стекла, известных как капли принца Руперта, озадачивали физиков с незапамятных времен. После удара молотком на капле появлялись лишь мелкие царапины, но если отломить ее тонкий хвостик, она рассыпалась в мелкий порошок. Исследователи давно поняли, что сила капель, названных в честь принца Руперта из Баварии, связана с давлением в стекле, создаваемым во время ее производства, когда капля расплавленного стекла падала в воду для быстрого охлаждения.

Двадцать лет тому назад пара ученых исследовала высокоскоростное видео распадающейся капли, которое показало, что, когда разбивается хвост, трещины распространяются вдоль напряженного стекла со скоростью более 1700 метров в секунду. Те исследователи теперь объединились с другими, чтобы изучить давление в основании капли. Используя метод, называемый интегрированной фотоупругостью, они погрузили каплю в жидкость и проводили через нее поляризованный свет. Подчеркнутые области распространяли этот светом по-разному, и путем обработки света с помощью методов, аналогичных тем, которые используются для медицинской компьютерной томографии, исследователи смогли наметить различные слои напряженности внутри капли.

Необыкновенная прочность головки капли исходит не от растяжения или напряжения, как исследователи долгое время считали, а из-за сжимающего напряжения. Команда измерила силу сжатия в головке капли, которая оказалась в 4000 раз больше атмосферного давления, что делает ее столь же прочной, как и некоторые сорта стали. Предельные напряжения, которые существуют в хвосте и внутри капли, имеют тенденцию к распространению трещин, но вышележащие сжимающие напряжения в головке подавляют их.

Сжимающий внешний слой защищает каплю от ударов молотка. Но поврежденный хвостик позволяет трещинам распространиться на все каплю, и хотя сжимающее внешнее покрытие замедляет их движение, на данном этапе остановить процесс разрушения оно не в состоянии.

Теги: наука

Источник: sciencemag

Если вас не оставила равнодушным новость Раскрыта тайна капель принца Руперта и ваших друзей интересуют Наука и техника бренда Science, поделись с ними этой новостью!


Форма Вашего вопроса
Закрыть
Поля, помеченные звездочкой *, обязательны для заполнения