GIF GIF: YouTube SmarterEveryDay
Etwas ungewöhnliches passiert, wenn ein Tropfen geschmolzenen Glases ins Wasser fällt. Wie es kühlt, es entsteht eine kristallklare Kaulquappe-wie Tropfen, die kugelsichere auf ein Ende, aber unglaublich fragil auf der anderen. Wir kennen diese Tröpfchen für 400 Jahre, aber die Wissenschaftler haben erst kürzlich herausgefunden, was macht Sie fast unzerstörbar.
In einem video gepostet vor wenigen Wochen, SmarterEveryDay ist Destin Sandlin feuerte eine Kaliber .22 Magnum Kugel mit einem full metal jacket zu einem Prince Rupert ‘ s Drop, so benannt nach Deutschlands Prince Rupert begabte fünf der ausgefallene Glas-Objekte zu Englands König Charles II wieder in 1661. Die verwirrenden Ergebnisse des Experiments, mit der Kugel zerfällt, wie es kollidiert mit dem dickeren Ende des Glas-Träne, nicht mehr ein Geheimnis.
Macht ein Prince Rupert ‘ s Drop ist einfach, Sie brauchen nur zu Schmelzen, ein Glas mit einem hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten,—Glas, das erweitert, wenn Sie erhitzt wird—wie Natron-Kalk-oder Bleiverglasung, und dann fallen einem geschmolzenen Klumpen in einen Behälter mit kaltem Wasser, das sofort kühlt es ab, in einem Prozess bekannt als abschrecken. Und das ist, wo alle die Magie passiert.
Wie die Tropfen schnell abkühlt, seine äußere Schicht erfährt eine Temperatur drop-schneller als die inneren, die Ergebnisse in extremen Druckkräfte auf der Außenseite, aber starken Zug (ziehen) betont, dass auf der Innenseite. Diese Kräfte arbeiten zusammen, um die Prince Rupert ‘ s Drop seine unglaubliche Stärke. Diese inneren Zugkräfte werden in der Regel, was macht das Glas so zerbrechlich, aber die Druckkräfte auf der Außenseite entgegenzuwirken, was im Innern passiert, machen es alle, aber unmöglich für Risse wachsen, wenn der Kopf an das Glas eingeschlagen ist, oder sogar erschossen mit einer Kugel.
In einem Papier veröffentlicht in der Zeitschrift Applied Physics Letters, Wissenschaftler an der Purdue University ‘ s Center for Materials Processing and Tribology beschreiben, wie Sie dachte, dies alles mit der Fotografie beinhaltet, dass die polarisierenden Filter, um visuell zeigen die stress-Linien in der teardrops. Diese Bilder wurden dann bearbeitet komplexe mathematische Techniken, können die Forscher berechnen die Druckspannungen im inneren der Tropfen, die nah sind zu 50 Tonnen pro Quadratzoll, so dass der Tropfen so stark wie einige Stähle—aber nur in Ihren Köpfen.
Das andere Ende des Prince Rupert ‘ s Drop-Funktionen einen langen, dünnen Schwanz, der unglaublich zerbrechlich im Vergleich. 1994, ähnlich wie die Forschung festgestellt, dass der Bruch vom Ende des Prince Rupert ‘ s Drop-Ergebnisse in Rissen, Reisen die Länge des Tropfens in Richtung auf den Kopf bei Geschwindigkeiten von über 4.000 Meilen pro Stunde, die Freigabe all diese Druckspannungen auf einmal, und sofort drehen die Glas-Objekt in den Staub.
Also, was bedeutet diese Forschung für Sie bedeuten? Andere als cool YouTube-videos von scheinbar unzerstörbaren Glas? Gut, wenn Sie Stossen an die dünne Glasscheibe auf Ihrem smartphone oder tablet den ganzen Tag, das Letzte, was Sie wollen, ist es erschütternd. Das Verständnis, wie Prinz Rupert ‘ s Tropfen erstellt werden könnten, führen zu noch stärkeren Glas-Materialien entwickelt, in die Zukunft. Vielleicht eines Tages, wird Ihr Handy-Display wird tatsächlich überlebt einen Sturz auf den Boden.
[Purdue Hochschule über Neue Atlas]