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“鲁伯特之泪”为什么能挡子弹？_手机网易网



















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“鲁伯特之泪”为什么能挡子弹？


星辰大海路上的种花家
2020-09-17 13:20·优质军事领域创作者

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鲁伯特之泪是什么东西？听上去有一种诗情画意之感，似乎是某种与爱情有关的象征！但很抱歉，鲁伯特之泪和爱情半毛钱关系都没有，它是冷冰冰的硬核物理知识。



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鲁伯特之泪爆裂瞬间

它是一种玻璃制品，相传它的硬度极高，如果对着它的头部开一枪的话，碎裂的不是玻璃，而是子弹！但它却又非常脆弱，只需在尾部轻轻一捏，整个直接从尾部到头部秒碎！假如制造出一种没有尾部的鲁伯特之泪，那它岂不是天下无敌了吗？

鲁伯特之泪是怎么制造出来的？它的头部为什么会如此坚硬？

鲁伯特之泪制造非常简单，只要将其融化的玻璃滴落在水中即可制造。相传这是17世纪英国鲁伯特王子所发现，说起这鲁伯特可是一位帅哥，而且还传他枪法十分准确，当然这不是本文的主题，迷妹们可以去查查他的生平！



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鲁伯特王子

这滴落在水中的玻璃滴急速冷却，形成一个头大尾巴小，像眼泪拉长了的眼泪一样的透明玻璃滴，据说他还经常将此物带上议会然后跟大臣们开个玩笑，用锤子都砸不碎的的东西，结果在尾部轻轻一捏，整根玻璃滴应声而碎，而且是寸断！




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鲁伯特之泪的神奇特性

那些锤子敲不烂、子弹击不碎、液压机搞不定的传闻是真的吗？其实可以是真的，但也可以说是假的，为什么会如此两极分化呢，来看几张动图就明白了！




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锤子敲不烂？还真敲不烂！




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子弹击不碎？碎了！




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液压机压不裂？裂了！

很明显除了锤子敲不烂的传闻外被证实外，其它都是骗人的！但其实完全不能这样粗暴理解，比如锤子换成十磅大锤，那么必定会敲碎！另外枪击鲁伯特之泪，子弹还真碎裂了，只是这根振动传播到了尾部，从鲁伯特之泪最薄弱的部位开始碎裂，一直到头部！




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而液压机，如果调整其在十吨之内，那么鲁伯特之泪还真压不碎！我们要说的是，鲁伯特之泪毕竟是一个玻璃制品，却以宇宙最丧的难题考核它，是不是太不人道了？不过我们还是要问一句：

它为什么会那么硬？尾部为什么又那么脆弱？

这要从它的制造过程说起，它是融化的玻璃液滴落在水中急速冷却得到，因此在它的表面形成了很强的压应力，而在内部则是很强的拉应力，将材料死死的锁在一起，形成了极高强度的特性！1994年普渡大学的S·钱德拉塞克兰和剑桥大学的M·M·乔杜里研究了鲁伯特之泪的内应力分布！



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应力分布

结果发现玻璃滴头部表明的压应力高达700兆帕，几乎是大气压的7000倍！这要比之前的预期要高得多。而这些压应力分布区域只占玻璃滴直径约10%。那么表面应力是怎么让鲁伯特之泪或得超高强度的呢？那是因为要让“泪滴”碎裂，必须在内部形成裂纹，但表面应力与内应力的分布只会让裂纹在表面延伸，因此在头部让“泪滴”碎裂需要消耗极大的代价！




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高速摄像机下可以看到从尾部碎裂到头部的过程

而尾部这因为因为逐渐细小，两者表面和内部最终会在末端回合，因此在尾部碎裂要容易得多，并且尾部的裂纹会几乎以每秒大约1450米-1900米的速度传递到玻璃滴拉伸区，最终彻底碎裂，如果没有高速摄像机，根本不要想拍下它从尾部到头部的碎裂过程。

能制造出没有尾巴的鲁伯特之泪吗？

既然鲁伯特之泪头部强度那么高，那么只要它的头部，不要尾部行不行？理论上来看似乎可以，将一团球状的玻璃滴，全方位无死角的突然出现在水中，比如四周同时接触水，那么这个玻璃球将会在表面生成很强的压应力，而内部则残留拉应力，这不就是鲁伯特之泪的头部了吗？




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似乎这在地球上无法实现，重力状态下会形成水滴状，这是无法避免的，但似乎在空间站也很难实现球体四周100%同时接触水的条件。



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钢化玻璃和钢化玻璃珠

钢化玻璃有两种生产方式，一种是物理法，加热玻璃到接近融化点，然后快速均匀降温，另一种是化学法（离子交换法），加热硝酸钾到液态，然后玻璃进去泡澡，然后捞出来均匀降温得到钢化玻璃！



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与鲁伯特之泪接近的是物理法，不过化学法也能得到类似结果，不过钢化玻璃的温度和冷却速度都比不上鲁伯特之泪，钢化玻璃的压应力无法和鲁伯特之泪相比，但它的强度和硬度已经很高了，也非常耐敲击，但一旦某个点被突破，那么整块玻璃会迅速扩散碎裂！



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钢化玻璃是个大平面，所以很明显不太合适，所以可以将玻璃珠使用钢化玻璃的工艺来制造出钢化玻璃珠，相信它应该很耐摔，当然对于玻璃珠来说，即使它不经过钢化加工，它也很不容易摔碎！但它无法做到鲁伯特之泪的水平，显然它也遭遇了钢化玻璃一样的局限。



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但钢化玻璃珠可能是最接近鲁伯特之泪水准的玻璃制品了！








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责任编辑：贾翰鼎_NBJ10744






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