2024-06-15 10:10:14

这种将子弹击碎的玻璃球被称为“鲁伯特之泪”，它有着水滴一样的头部，以及一条细长的尾巴。

虽然它的头部难以被击碎，但奇怪地方是，只要轻弹它的尾部，整个玻璃球就会瞬间爆裂。

其实，制作一颗鲁伯特之泪非常容易，只要将熔融的玻璃滴入水中，就可以得到它，而且成功率非常高。

但是，它独特的物理性质一直困扰科学家400来年，过去人们无法解释，为什么玻璃球的头部这么硬，而尾巴的断裂会导致整个玻璃爆裂？

历史上许多著名的科学家都研究过它——包括罗伯特·胡克（胡克定律的那个），但都无法完全解释其中的原理。

直到1994年，研究人员使用高速分幅摄影观察了鲁伯特之泪破裂的全过程，发现整个玻璃球表面，包括尾部和头部都承受着极高的压应力，同时与内部拉应力处于平衡状态。

要想击碎这种玻璃球，必须克服这个应力，头部足够厚，所以难以被克服，但尾部很薄，而玻璃非常容易折断。

一旦玻璃球被破坏，它整个应力平衡也会被破坏，这会导致极高的应力在瞬间释放，因此尾部的断裂会出现瞬间破裂。

其实鲁伯特之泪形成的原因很简单，因为熔融的玻璃滴入水中时，它外部会先冷却成形，而内部冷却较慢，随着内部冷却，它会收缩，表面的压应力就是这么来的。

至于这个应力到底有多大，2017年一项研究指出，它的压强可以达到700兆帕，这个强度差不多可以抵抗20吨的压力。

鲁伯特之泪在过去通常是用于娱乐消遣的，但是现在它有一个非常广泛的应用，就是钢化玻璃。

其实，钢化玻璃就是通过这种温度差在玻璃内部留下应力来产生的。

你可能还想知道，除了玻璃外，有没有其它的材料可以做到这一点，比如能不能用金属来制作鲁伯特之泪。

我刚刚查到，确实有一些金属也可以通过热处理来让其内部产生残余应力，比如不锈钢就比较容易出现类似情况，因为它有着高热膨胀系数和低热导率。

↑↑↑用金属制作鲁伯特之泪时形成的各种形状

但是，无论什么金属都很难形成鲁伯特之泪那种形状，以达到极大增强硬度和抗冲击能力。

另外，金属通常并不需要进行这种工艺处理，因为它本身就已经足够硬，同时金属也比玻璃难以热处理。