Голландские слезы или капли Принца Руперта ⋆ ГардИнфо
Posted onCategoriesЭто интересно
Комментировать
«Голландские слезы» или «Батавские слезки» — это одно из интересных свойств стекла, которое в народе принято называть «каплями Принца Руперта».
Сделать каплю Принца Руперта очень просто. Достаточно просто взять раскаленное стекло и капнуть его в ведро воды. В результате того, что вода быстро охлаждает внешнюю поверхность стекла, внутри температура остается значительно высокой. Когда внутри стекло наконец охладится, оно сжимается внутри уже твердой внешней оболочки. Благодаря этому создается очень сильное напряжение.
Что интересно, капля обладает потрясающей прочностью! В отличие от обычного стекла, данную каплю нельзя разбить даже очень сильно ударив молотком – если бить по основной части «капли», ее нельзя раздавить прессом.
В то же время, если слегка повредить «хвост» слезы, то она взрывается словно граната – однако увидеть это можно лишь при помощи камеры способной снимать со скоростью 100,000 кадров в секунду. Именно это вы можете увидеть:
Скорость движения разлома составляет примерно 4 тысячи 200 км в час.
Немного истории:
У принца Руперта, кузена короля Карла II, титулов было примерно столько же, сколько и природных талантов: пфальцграф Рейнский, герцог Баварский, граф Холдернесс, герцог Камберлендский, по совместительству кавалерист, моряк, ученый, администратор и художник. Еще в детстве Руперт овладел основными европейскими языками, демонстрировал хорошие математические способности и талант рисовальщика. Военную карьеру Руперт начал в 14 лет, сопровождая принца Оранского при осаде Ринберга. Через два года, во время вторжения в Брабант, он поступил на службу в гвардию принца, а в следующем году вместе со старшим братом побывал с визитом у английских родственников, произведя на Карла Первого чрезвычайно благоприятное впечатление.
В 1637 году Руперт участвовал в осаде Бреды, после вместе с братом и отрядом шотландских наемников отправился воевать в Вестфалию, где осенью 1638 года попал в плен. До 1641 года он протомился в заключении, и в это время лорд Арундел, английский посол в Вене, подарил принцу собачку, которая позже обрела громкую славу*. Принц проявлял интерес к научным экспериментам, так Руперт стал одним из основателей Королевского общества. В частности, он экспериментировал с производством пороха (предложенный им способ делал порох в 10 раз эффективнее китайского), пытался усовершенствовать ружья, изобрел сплав, известный как «металл принца», а также разработал приспособление для, так сказать, глубоководных погружений. Принц сформулировал математическую проблему о «кубе Руперта», достиг известных успехов как шифровальщик, построил водяную мельницу на Хакнийских болотах, разработал морское орудие, которое назвал Rupertinoe, придумал механизм, обеспечивающий баланс квадранта при измерениях на борту корабля, пытался усовершенствовать хирургические инструменты и был автором незаурядных гравюр.
* Это был белый пудель, якобы контрабандой вывезенный из Турции, где султан запретил иностранцам приобретать собак этой породы. «Было чрезвычайно любопытно наблюдать, как этот дерзкий и беспокойный человек забавлялся, обучая собаку дисциплине, которой никогда не знал сам». Пудель, получивший незатейливую кличку Бой, неизменно сопровождал Руперта до самой своей смерти в битве при Марстон Муре. Бой пользовался множеством привилегий — спал в хозяйской постели, пользовался услугами большего количества цирюльников, чем сам Руперт, и получал самые лакомые кусочки из рук короля Карла, который снисходительно позволял Бою сидеть в своем кресле.
По материалам СМИ
Капля принца руперта и ее необычные свойства
Слеза принца Руперта, батавские или голландские капли, слеза дьявола — все это имена одного и того же физического явления. Круглая часть такой слезы — сверхпрочное стекло, а ее хвост — ее Ахиллесова пята, которая, обламываясь, превращает всю конструкцию в пыль.
Мнения касательно происхождения капель принца Руперта весьма разнообразны. В некоторых источниках указано, что изобрели их в 1625 году в Германии. Но их также называют “Батавскими слезами” и вот почему.
Как открыли каплю Принца Руперта
Некогда в Голландии, незнакомый нам ученый провел некий интересный эксперимент.
Он плавил палочку из стекла на мощной горелке, а жидкие расплавленные капельки стряхивал в емкость с обыкновенной водой. Стеклянные капли, застывая в холодной воде, приобретали причудливую форму, напоминающую головастиков с округлой головкой и тоненьким змеевидным хвостом. Открытие впечатлило исследователя, и он дал своему открытию имя — Батавские слезки в честь Батавии — былого названия своей родины. Как оказалось, этим открытие ученого не ограничилось, потому что позже он обнаружил их любопытнейшее свойство.
Считается, что стекло — достаточно хрупкий материал. Но свойство этих стеклянных капель таково, что даже при многочисленных ударах молотком по округлой части, они не разбиваются. При этом, если во время эксперимента подложить данную каплю под пресс на металлическую пластину, то на ней останется каплевидный отпечаток. Но стоит лишь надломить кончик ее тонкого хвоста, и она мгновенно взрывается на миллион мельчайших осколков.
Так или иначе, широкую известность Батавские слёзки получили после того, как британский герцог Руперт Пфальский преподнес их в качестве диковинного подарка королю Великобритании Карлу II.
После король поручил Королевскому научному сообществу исследовать их таинственную и забавную природу. В честь принца Пфальского Батавские слезки начали именовать не иначе как стеклянные капли принца Руперта. Способ их создания содержался в строжайшей секретности долгое время, но зато их мог купить каждый желающий как потешный сувенир.
Почему взрывается капля принца Руперта
На сегодняшний день уже научно доказаны причины необычного поведения стеклянных капель. Дело в том, что попадая в холодную воду, стеклянные капли быстро застывают. Внутри каждой из них образуется высокое механическое напряжение. Если представить, что капля состоит из оболочки и ядра, можно понять, что застывать она начинает сначала у поверхности, то есть ее оболочка уменьшается и сжимается в то время, как ядро продолжает быть горячим и жидким.
Когда внутренняя температура капли снижается, то ядро также начинает сжиматься, но теперь возникает сопротивление за счет внешнего застывшего слоя.
Тесные межмолекулярные связи позволяют ему сдавливать ядро, занимающее уже больший объем.
Между оболочкой и ядром возникает очень сильное напряжение, соответственно — сжатия на внешнем слое и растяжения — на внутреннем. Если опустить расплавленное стекло в слишком холодную воду, то уровень напряжения достигнет максимума и позволит внутренней части капли отделиться от наружной, образовав пузырек.
Именно внутренние силы напряжения сжатия и растяжения сопротивляются любой силе удара. Отломив “хвостик” капли, мы разрушим верхний слой, что позволит внутреннему давлению растяжения заработать в полную силу, и стеклянную каплю разнесет в пыль. Это внутреннее напряжение настолько велико, что взрыв происходит буквально за один миг. Поэтому, проводя эксперимент, обязательно запаситесь защитными очками.
Недавно группа ученых из разных уголков мира задалась целью “докопаться” до истины и выяснить, почему и как именно происходит взрыв при обламывании хвоста капли принца Руперта.
Дело в том, что при повреждении внешней оболочки, появляется трещина, проникающая прямо в “сердце” капли, где концентрируется та самая сила напряжения.
Имея в виду научно доказанный факт, что внешний слой сжат, а внутренний — растянут, ученые рассматривали, как именно распределяется давление внутри слезы. Выяснилось, что сила сжатия у внешней оболочки превышает атмосферное давление в 7000 раз и доходит до 700 мегапаскалей. Это невероятно, учитывая, что поверхность стеклянной слезы необычайно тонкая и ее площадь составляет всего лишь 10% от всего тела капли.
Также исследователи установили, что для того, чтобы капля принца Руперта взорвалась, требуется, чтобы трещины достигли ее центра. При ударах молотком или при любом другом воздействии на головку капли, трещины рассеиваются по ее поверхности, не проникая в зону внутреннего растяжения. Именно этим объясняется прочность шарика. При разрушении “хвостика” трещинам удается проникнуть во внутреннюю часть стеклянной слезы, что влечет за собой взрыв.
Современное применение эффекта капли принца Руперта
Принцип поведения капли принца Руперта уже успешно применяется в промышленности. Такое стекло знакомо всем, как “закаленное”.
Ранее производились “закаленные стаканы”. Их можно было без зазрения совести ронять на пол — оно никогда не разбивалось при ударе. Но случайно появившаяся на краю щербинка могла спровоцировать его взрыв в любое время. Поэтому с такой посудой стоило обращаться еще более бережно, чем с обыкновенным стеклом.
По аналогичному принципу сегодня изготавливают автомобильные стекла. Помимо того, что оно обладает более высокой прочностью, у него есть еще одно важное преимущество для безопасности пассажиров — в случае повреждения, оно рассыпается на мелкие кусочки с закругленными краями. Сырые стекла разбиваясь, образуют острые и большие осколки, которые могут серьезно поранить.
Из закаленного стекла производятся боковые и задние окна, лобовые же делают путем склеивания нескольких слоев такого стекла при помощи специальной полимерной пленки, что в случае аварии не даст им разлететься вообще.
Видео о эффекте капли принца Руперта
[media=https://www.youtube.com/watch?v=G4jBMOOiU8A]
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
sectionID}}События{{/sectionID}}41 ° Ф
Время от времени вы обнаружите, что наши феи плавания находятся в щедром настроении. В течение года на пляжах Линкольн-Сити размещают дополнительные стеклянные поплавки, которые нужно найти и сохранить.
Охота за стеклянным поплавком? Увеличивайте свои шансы во время наших специальных выпадений! Ищите наши пляжи в праздники, особые случаи и даже во время неожиданных событий. В дополнение к нашим регулярным выпадам круглый год можно найти сотни дополнительных сокровищ.
2022 Специальные даты падения
- 10-11 декабря, 2022 : баскетбол: 50 красных/черных поплавок
- декабря 26 января 1, 2023 : Зимний перерыв: 50 поплавок
2023.
- января 7-8, 2023: Открытые выходные: 100 поплавок
- 11-18 февраля, 2023: Античная неделя: 100 Японских антикварных поплавок
- Февраль 12-14, 2023: День Валентина: 50: 50: 50: 50: 5021 февраль 12-2023: День Валентина Красные/розовые/белые поплавки
- 18 марта — 16 апреля 2023 г.: Весенние каникулы: 200 поплавков
- 21–23 апреля 2023 г.: День Земли: 50 поплавков в День Земли
- 27-29 мая 2023 г.: День памяти: 50 красных/бело/синих поплавков
- 17-18 июня 2023 г.: День отца: 50 поплавков
- Казино 23-234 июня: 90 годовщина казино : 28 поплавков
- 24-25 июня 2023: Summer Kite: 10 поплавков
- 2–4 сентября 2023 г.: College Ball: 20 зелено-желтых и 20 оранжево-черных поплавков 2023: Осенний воздушный змей: 10 поплавков
- 28-31 октября 2023: Хэллоуин: 50 светящихся в темноте поплавков
- 23-26 ноября 2023: День Благодарения: 50 поплавков 10023 9002* 16–17 декабря 2023 г.
: Баскетбол: 50 красно-черных поплавков**Даты могут быть изменены в связи с King Tides
Больше для изучения
Художники по стеклу Вы когда-нибудь задумывались, кто создает магию Finders Keepers? Талантливые художники вручную изготавливают каждый стеклянный поплавок, попадающий на пляж.
Учить больше
История Все должно было с чего-то начаться. Узнайте об истории программы Finders Keepers в Линкольн-Сити.
Учить больше
Искатели Хранители
Исследуя наши пляжи, обратите внимание на разноцветное мерцание стеклянных поплавков ручной работы.