Експлодиращото петно на принц Рупърт. Капка принц Рупърт. Какво е и как да го направя Какъв вид материал принц Рупърт
Знаеш ли? Честно казано, не знаех. Но съдейки по информацията в интернет, това е дългогодишна и много популярна тема! Помислете какво е? Кажете ни по-късно в коментарите и сега ще разгледаме този процес в цялата му слава и кой знае, може би ще разбере подробностите!
Това е едно от интересните свойства на стъклото, което е популярно наричано "капките на принц Рупърт" (известно още като топките на Рупърт или холандските сълзи)
Приготвянето на капка принц Рупърт е много лесно. Просто вземете горещо стъкло и го пуснете в кофа с вода. В резултат на това, че водата бързо охлажда външната повърхност на стъклото, температурата вътре остава значително висока. Когато стъклото най-накрая се охлади, то се свива в обвивката на вече твърдата външна обвивка. Поради тази компресия се създава много силно напрежение на натиск върху външната част, докато вътрешната част е под напрежение на опън. В резултат на това имаме нещо под формата на закалено стъкло, макар и не съвсем.
Но какво толкова невероятно има в една капка Принц Рупърт? За разлика от обикновеното стъкло, тази капка не може да се счупи дори с много силен удар с чук - поне ако ударите основната част на "капката". В същото време, ако "опашката" на сълзата е леко повредена, тя избухва като граната - това обаче може да се види само с камера, способна да снима със скорост от 100 000 кадъра в секунда. Това можете да видите във видеото по-горе.
Скоростта на разлома е приблизително 4200 км в час.
Що за принц е това? И сега разбираме!
Принц Рупърт, братовчед на крал Чарлз II, имаше приблизително толкова титли, колкото и естествени таланти: граф Пфалц на Рейн, херцог на Бавария, граф на Холдернес, херцог на Къмбърланд, кавалерист на непълно работно време, моряк, учен, администратор и художник.
Баща му Фридрих фон Пфалц е крал на Чехия точно една зима и прекарва остатъка от живота си в Холандия. Още като дете Рупърт владее основните европейски езици, демонстрира добри математически способности и талант като чертожник. Рупърт започва военната си кариера на 14-годишна възраст, придружавайки принца на Оранж при обсадата на Ринберг. Две години по-късно, по време на нахлуването в Брабант, той постъпва на служба в гвардията на принца, а на следващата година, заедно с по-големия си брат, посещава английски роднини, правейки изключително благоприятно впечатление на Чарлз Първи. От това пътуване той се завърна с почетна степен магистър по изкуствата, присъдена на виден гост в Оксфорд.
През 1637 г. Рупърт участва в обсадата на Бреда, след което заедно с брат си и отряд шотландски наемници отива да се бие във Вестфалия, където през есента на 1638 г. е заловен. До 1641 г. той изнемогва в затвора и по това време лорд Арундел, английският посланик във Виена, подарява на принца куче, което по-късно придобива голяма слава.
Беше бял пудел, за който се твърди, че е изнесен контрабандно от Турция, където султанът забранил на чужденци да купуват кучета от тази порода. „Беше изключително любопитно да се види как този нагъл и неспокоен човек се забавлява, като учи куче на дисциплина, която той самият никога не е познавал.“ Пуделът, получил непретенциозния прякор Момчето, неизменно придружава Рупърт до смъртта му в битката при Марстън Мур. Пуделът беше запомнен с нетърпение в памфлетите на "кръглоглавите", например в една гравюра той е изобразен да ръмжи на членовете на парламента, разпуснати от Кромуел. Бой се радваше на много привилегии - спеше в леглото на господаря, използваше услугите на повече бръснари от самия Рупърт и получаваше най-много лакомства от ръцете на крал Чарлз, който снизходително позволи на Бой да седне на неговия стол. Според слуховете кучето било много умно. И така, при думата "Карл" той започна радостно да подскача и много обичаше да слуша литургията, обръщайки муцуната си към олтара. Това, очевидно, предизвика слухове, че дух следва Рупърт под формата на момче, те казват, че кучето може да стане невидимо и да участва в некромантичните сесии, провеждани от неговия собственик. И горкият беше убит.Боят беше, както се казва, сребърен куршум.
Да се върнем на принца :) В допълнение към обучението на Бой през годините на затвора, Рупърт също провежда богословски разговори с изповедници, съпротивлявайки се на опитите да го превърнат в католицизъм, подобрява уменията си като гравьор, чете книги за военно изкуство и започва афера с дъщерята на губернатора. Благодарение на усилията на Чарлз Първи, Рупърт получава свободата си при условие, че никога повече не обръща оръжието си срещу императора. През август 1642 г. принцът, с по-малкия си брат Мориц, пристигат в Англия начело на отряд от английски и шотландски ветерани от Континенталните войни, за да заемат страната на краля в гражданска война с парламента. Награден с Ордена на жартиерата, Рупърт стоеше начело на кралската кавалерия, но скоро радостта от пристигането му далеч не беше всеобща. Въпреки че Рупърт беше опитен войник, той имаше младежки плам, който, заедно с чуждите маниери, отблъскваше уважаваните съветници на краля. По-специално разбираемото им недоволство беше причинено от изявлението на принца, че иска да получава заповеди изключително от своя чичо-август. Младостта направи лоша услуга на Рупърт. В битката при Еджхил през октомври 1643 г. неговата кавалерия напълно разбива парламентарната кавалерия, но, увлечен от преследването, Рупърт напуска бойното поле, като по този начин лишава роялистките сили от шанса да нанесат решително поражение на кръглите глави.
Принцът показа забележителна енергия, съчетавайки административната работа с воденето на военни действия през годините 1643-44: той превзе Бристол, управлява Уелс, вдигна обсадата от Йорк ... След поражението при Марстън Мур Рупърт застана начело на роялистка армия, номинално ръководена от принца на Уелс. Вътрешни разногласия и редица обективни причини доведоха до поражението при Нейсби, след което Рупърт се усъмни в успешния изход на войната за краля и посъветва Чарлз да постигне споразумение с парламента. Това се смята за злонамереност, в която кралят най-накрая се убеди, след като принцът предаде Бристол на парламентарните войски. Кралят уволни Рупърт, който се появи в Нюарк и поиска съдебен процес, в резултат на което му беше върнато доброто име, но не и командването. През 1646 г. принцовете Рупърт и Мориц са изгонени от Англия вече със заповед на парламента.
На континента Рупърт ръководи отряди от английски емигранти, постъпили на френска служба, и ги командва във военни операции срещу Испания. След избухването на втората гражданска война в Англия принцът се пробва като моряк с променлив успех. През 1649 г. той и Мориц получават командването на 8 кораба и отиват в Ирландия под командването на маркиз Ормънд, където продължават славната английска традиция – ограбват непознати и предават плячката на своите. Парламентарният адмирал Блейк е изпратен да сложи край на тези жестокости и Рупърт отплава за Португалия, където му е обещан подслон, но Блейк го настига в пристанището на Лисабон. Разобличен като пират, принцът тръгва на свободно пътешествие из Средиземно море и Атлантическия океан. През пролетта на 1652 г. Рупърт отплава до бреговете на Западна Африка, където е ранен в битка с местните жители. Той отплава за Западна Индия през лятото на 1652 г., само за да открие, че роялисткият анклав в Барбадос, където се е надявал да намери убежище, е капитулирал пред Британската общност. През есента, по пътя от Вирджинските острови, два от четирите кораба на Рупърт бяха изгубени в буря, един от тях беше командван от Мориц. Потиснат от смъртта на брат си, принцът се завръща в Европа през 1653 г.
Рупърт беше топло посрещнат в двора на крал в изгнание Чарлз II в Париж, но любезностите избледняха пропорционално на това как се оказа точното количество плячка, която донесе от Западна Индия. Разочарованият принц прекарва следващите шест години в неизвестност, след като се кара за наследството с по-големия си брат.
След възстановяването на Чарлз II през 1660 г. Рупърт се завръща в Англия и е добре приет от краля, въпреки предишните разногласия. Той получава годишна пенсия и е назначен в Тайния съвет през 1662 г., като състоянието на флота е от особено значение за него. Рупърт също проявява интерес към задгранични бизнес начинания, като става първият управител на компанията на залива Хъдсън през 1670 г. Територията, предоставена на компанията, е наречена "Земя на принц Рупърт" в негова чест. Той също беше активен акционер в Африканската компания. Приносът на Рупърт за развитието на търговията беше отбелязан от персонализиран камък, положен в основата на новата Кралска борса. Принцът като адмирал участва активно във Втората и Третата англо-холандска война, като играе значителна роля в битката при Лоустофт и в победата на Деня на св. Яков (25 юли 1666 г.). От 1673 г. Рупърт се посвещава на административната работа на адмиралтейството. Умира на 62-годишна възраст през 1682 г. и е погребан с почести в Уестминстър.
Продължавайки да проявява интерес към научните експерименти, Рупърт става един от основателите на Кралското общество. По-специално, той експериментира с производството на барут (предложеният от него метод прави барута 10 пъти по-ефективен), опитва се да подобри оръжията, изобретява сплав, известна като "принцов метал", а също така разработва устройство за, така да се каже, дълбоко гмуркане :) Принцът формулира математически проблем на "Куба на Рупърт", постига забележителен успех като кодер, построява воденица в блатата на Хакни, разработва военноморски инструмент, който нарича Rupertinoe, измисля механизъм за осигуряване на баланса на квадрант при измерване на борда на кораб, опитал се да подобри хирургическите инструменти и е автор на изключителни гравюри.
Що се отнася до личния му живот, Рупърт никога не се е женил, но е оставил две извънбрачни деца: син Дъдли (1666) от Франсис Бърд и дъщеря Рупърт (1673) от актрисата Маргарет Хюз (Хюз). Последната, благодарение на връзката си с Рупърт, стана първата професионална актриса в английския театър; през 1669 г. Маргарет, заедно с актьорите мъже, се радваше на привилегията на „кралски слуги“ - не можеше да бъде арестувана за дългове. Това беше много полезно, защото тя водеше разточителен начин на живот. По време на връзката им Рупърт й даде бижута на стойност 20 000 паунда, сред които фамилни бижута от Пфалц, а също така купи имение за Маргарет за още 25 000 паунда. Рупърт хареса семейния живот - или неговото подобие - той отбеляза с удоволствие, наблюдавайки малката си дъщеря: "Тя вече управлява цялата къща и понякога дори спори с майка си, което кара всички да се смеем." Смята се, че Маргарет е станала морганатичната съпруга на Рупърт. Имуществото си той завещава по равно на нея и дъщеря си.
), или „датски сълзи“. Падащата глава е невероятно здрава, много е трудно да се повреди механично чрез компресия: дори силни удари с чук или хидравлична преса не й причиняват вреда. Но си струва леко да счупите крехката опашка и цялата капка ще се разбие на малки фрагменти в миг на око.
Това любопитно свойство на стъклена капка е открито за първи път през 17 век или в Дания, или в Холандия (оттук и другото им име - батавски сълзи), или в Германия (източниците са противоречиви) и едно необичайно малко нещо бързо се разпространи навсякъде Европа като смешна играчка. Капката получи името си в чест на главнокомандващия на английската кралска кавалерия Рупърт от Пфалц, популярен като принц Рупърт. През 1660 г. Рупърт от Пфалц се завръща в Англия след дълго изгнание и донася със себе си необичайни стъклени капки, които представя на Чарлз II, който ги предава на Кралското общество в Лондон за изследване.
Технологията за направата на капката дълго време се пазеше в тайна, но накрая се оказа много проста: просто пуснете разтопено стъкло в кофа със студена вода. В тази проста технология се крие тайната на силата и слабостта на капката. Външният слой стъкло се втвърдява бързо, намалява обема си и започва да оказва натиск върху все още течното ядро. Когато вътрешната част също се охлади, ядрото започва да се свива, но това вече се противодейства от вече замръзналия външен слой. С помощта на междумолекулни сили на привличане той задържа охладеното ядро, което сега е принудено да заема по-голям обем, отколкото ако се е охлаждало свободно. В резултат на това на границата между външния и вътрешния слой възникват противоположни сили, които изтеглят външния слой навътре и в него се образува напрежение на натиск, а вътрешното ядро навън, образувайки напрежение на опън. В този случай вътрешната част може дори да се откъсне от външната и тогава в капката се образува балон. Това противопоставяне прави капката по-здрава от стомана. Но ако въпреки това повърхността му бъде повредена чрез счупване на външния слой, скритата сила на напрежението ще бъде освободена и бърза вълна на разрушение ще помете от мястото на повреда по цялата капка. Скоростта на тази вълна е 1,5 km/s, което е пет пъти по-бързо от скоростта на звука в земната атмосфера.
Същият принцип е в основата на производството на закалено стъкло, което се използва например в превозни средства. В допълнение към повишената здравина, такова стъкло има сериозно предимство в безопасността: когато се повреди, то се разпада на много малки парчета с тъпи ръбове. Обикновеното „сурово“ стъкло се разбива на големи остри парчета, които могат сериозно да ви наранят. Закаленото стъкло в автомобилната индустрия се използва за странични и задни стъкла. Предното стъкло за автомобили е направено многослойно (триплексно): два или повече слоя са залепени заедно с полимерен филм, който при удар задържа фрагментите и не им позволява да се разлетят.
Вероника Самотская
Капката на принц Рупърт е стъклен артефакт, който има две противоположни свойства: той е изключително здрав и изключително крехък в същото време.Петното прилича на попова лъжица с луковична глава и дълга тънка опашка. Главата е толкова здрава, че може да издържи на удар с чук, а куршумите, изстреляни по нея от близко разстояние, се унищожават при удар - да, това са куршуми, а не стъкло. Въпреки това, ако плъзнете опашката на капката с пръст, тя ще превърне цялата капка, включително твърдата стъклена глава, в прах.
Капките на Принц Рупърт (известни също като „Батавски сълзи“ и „Болонски колби“) се образуват чрез поставяне на течно стъкло в студена вода, което води до незабавно втвърдяване на външната повърхност на капката, докато стъклото вътре остава разтопено. Охладеният външен слой се опитва да се свие, докато разтопеният вътрешен слой се опитва да се разшири. В процеса на кристализация, противоположните сили, действащи върху падащата глава, я правят необичайно силна и същевременно крехка. Прилича на каменна арка - конструкцията е подложена на изключително напрежение, което точно не й позволява да се разпадне. Но ако премахнете ключовия камък, арката ще се срути.
Капките на принц Рупърт са открити за първи път в Германия през 1640-те години. Първоначално са били създадени от производители на стъкло в Мекленбург, Северна Германия, и са били продавани като играчки и любопитни предмети в цяла Европа, където са били наричани по различен начин, като „пруски сълзи“ или „холандски сълзи“. Стъкларите внимателно пазят тайната си, което води до редица теории за това как са направени капките.
Учен аматьор от Англия, херцогиня Маргарет Кавендиш, след няколкоседмични експерименти с десетки проби в нейната лаборатория, стигна до извода, че в главата на капката е въведено малко количество летлив материал, който реагира бурно при контакт с въздух.
През 1660 г. принц Рупърт от Пфалц, херцог на Къмбърланд и един от основателите на Кралското общество, донесе няколко стъклени капки със себе си, за да ги демонстрира на учени и крал Чарлз II. Както вероятно вече се досещате, те са кръстени на него.
Робърт Хук, който отговаряше за провеждането на експерименти с членовете на обществото, направи важен пробив, като предположи, че охлаждането на стъклото след потапяне във вода е причината за странното свойство на капките, въпреки че по-пълното разбиране на механиката е станала достъпна едва три века по-късно.
Едва през 1994 г. учени от университета Пърдю и университета в Кеймбридж, използвайки високоскоростно кадриране, за да наблюдават процеса на разрушаване на капката, стигнаха до заключението, че повърхността на всяка капка е подложена на голямо натоварване на натиск, докато вътре е бил под въздействието на големи натоварващи сили - в състояние на неравномерно равновесие, което лесно може да бъде нарушено чрез счупване на опашката. Експериментите показват, че луковичната глава е в състояние да издържи сила на натиск до 7000 килограма на квадратен сантиметър. Изчислено е също, че разрушителните пукнатини се разпространяват по опашката и главата с изумителната скорост от 6500 километра в час.
По-късно, в сътрудничество с Талинския технологичен университет в Естония, изследователите установиха, че за да счупите капка, трябва да създадете пукнатина, която да може да проникне във вътрешната зона на напрежение. Външният компресионен слой е много тънък: той е само около 10 процента от диаметъра на падащата глава, но има невероятно висока якост. Тъй като повърхностните пукнатини са склонни да се разпространяват успоредно на повърхността, те не могат да навлязат в зоната на напрежение. Но ако опашката се напука, пукнатините ще навлязат в зоната на напрежение и ще освободят цялата съхранена енергия, което ще доведе до срутване на капката.
По същия принцип се прави и закаленото стъкло, което обикновено се използва в производството на автомобили и мобилни телефони. Бързо се охлажда в разтопена форма със студен въздух, създавайки вътрешно напрежение, което позволява на повърхността да остане компресирана през цялото време. Компресията предотвратява появата на пукнатини, но когато стъклото най-накрая се счупи, то се разбива на хиляди малки парчета. Ето защо предните стъкла на автомобилите се разбиват на малки парчета при удар, но те са покрити със специален слой лепило, което не позволява частици да навлязат в купето на автомобила и да причинят наранявания на пътниците.
„Напрежението на опън е това, което обикновено кара материалите да се счупят по начин, подобен на разкъсване на лист хартия наполовина“, казва Кушик Вишванатан от университета Purdue. „Но ако промените напрежението на опън на натиск, тогава затруднявате разпространението на пукнатини и точно това се случва в падащата глава на Prince Rupert.“
4.5 (90%) 2 гласа
Днес намерих нещо ново и интересно за вас, макар че може да е ново само за мен, но определено ще е интересно за всички - капки на Принц Рупърт. Нека да разберем какви са тези капки и защо са интересни ...
Какво представляват капките на Принц Рупърт
Капките Prince Rupert са стъклени капки с тънка опашка, които са резултат от поставяне на разтопено стъкло във вода. И интересното при тях е, че е почти невъзможно да бъдат смачкани, стъпкани, разбити или унищожени по друг начин, достъпен за хората, но това се отнася само за самата капка, но тя има и тънка опашка, в която уязвимостта на привидно неразрушимо нещо е скрито и ако се счупи, тогава има истинска стъклена експлозия. Вижте сами как безуспешно се опитват да смачкат капката на принц Рупърт с хидравлична преса:
и как лесно избухва, когато тънкият връх е повреден:
Е, какъв интересен ефект?
Да видим как се получава такъв интересен резултат? За да направите това, трябва да разберете как се получават капки от принц Рупърт.
Как се правят капки на принц Рупърт
За да направите капки на принц Рупърт, разтопеното стъкло трябва да се постави във вода. Когато разтопеното стъкло навлезе в студена вода, то се втвърдява много бързо с едновременното натрупване на огромно вътрешно напрежение. Освен това охлаждането става поне бързо, но не мигновено, така че когато повърхностният слой вече се е охладил, втвърдил и намалил обема си, вътрешната част на капката, нека я наречем условно ядрото, все още е в течно и разтопено състояние .
Освен това ядрото започва да се охлажда и свива, но междумолекулните връзки с вече твърдия външен слой му пречат да се свие, в резултат на което след охлаждане ядрото заема по-голям обем, отколкото ако беше охладено в свободна форма.
Поради това върху границата на външния слой и сърцевината действат сили с противоположна посока, които изтеглят външния слой навътре, а ядрото навън и създават съответно напрежение на натиск за външния слой и напрежение на опън за вътрешния сърцевина. В резултат на това имаме огромно вътрешно напрежение, което прави падането много силно, но в същото време всяко увреждане на външния слой води до нарушаване на структурата и експлозия на стъкло, но тъй като най-тънкото място е опашката , именно чрез него външният слой може да бъде унищожен, за да се получи такава красива експлозия като във видеото по-горе или на снимката по-долу:
И това видео е за тези, на които им е по-лесно да възприемат видео информация, отколкото да четат много писма:
Кога и къде са открити капките на принц Рупърт?
Капките на принц Рупърт са открити за първи път в Германия през 1625 г., но колко често се смяташе, че са открити от холандците или може би звучеше по-красиво, защото всичко чуждо предизвиква повече любопитство, тези времена не се променят, следователно второто име за тези капки - холандски сълзи.
И тук принц Рупърт пита читателя? Факт е, че принц Рупърт, британският херцог, е човекът, който донесе тези капки в Англия и ги подари на английския монарх Чарлз II. Кралят много харесал интересните стъклени капки и ги дал на Британското кралско научно дружество за изследване. В чест на тези събития любопитните капки започнаха да се наричат капките на принц Рупърт и това име е напълно запазено и до днес. Ето това е ярък пример за това как можете да влезете в историята просто като подарите интересна вещ на правилния човек.
Интересното е, че методът за приготвяне на холандски сълзи дълго време се пазеше в тайна, като в същото време се продаваха като интересни играчки по панаири и пазари.
Четох какво пишат за принц Рупърт.Биографията му е доста интересна, участвал е в много исторически събития, но това е по-скоро тема за отделен пост.
Когато приключих с публикацията, намерих интересно и подходящо видео по темата, в което е показан целият процес от началото до края - от създаването на капка на принц Рупърт, до експлозия на стъкло:
Сега темата за падането на принц Рупърт е напълно разкрита и можете спокойно да покажете това знание в компанията или дори да правите такива капки (само внимавайте). Това е всичко за днес, до скоро!
Батавските сълзи или болонските колби, както и капките на Принц Рупърт са закалени капки от закалено стъкло с изключително издръжливи свойства. Те са пренесени в Англия от принц Рупърт от Пфалц в средата на 17 век. В същото време те привлякоха голямото внимание на учените.
17095 1 4 18
Най-вероятно такива стъклени капки са били известни на стъкларите от незапомнени времена, но те са привлекли вниманието на учените доста късно: някъде в средата на 17 век. Те се появяват в Европа (според различни източници в Холандия, Дания или Германия). Технологията за направата на "сълзите" се пазеше в тайна, но се оказа много проста.
Ако пуснете разтопено стъкло в студена вода, ще получите капка с форма на попова лъжица с дълга извита опашка. В същото време капката има изключителна здравина: нейната „глава“ може да бъде ударена с чук и няма да се счупи. Но ако счупите опашката, капката моментално се разбива на малки парченца.
Кадрите, заснети с помощта на високоскоростна фотография, показват, че фронтът на „експлозията“ се движи капка по капка с висока скорост: 1,2 km/s, което е почти 4 пъти по-високо от скоростта на звука.
В резултат на бързото охлаждане стъклената капка изпитва силни вътрешни напрежения, което причинява такива странни свойства. Външният слой на капката се охлажда толкова бързо, че стъклената структура няма време да се възстанови. Сърцевината е опъната, а външният слой е компресиран. По същия начин се получава закалено стъкло - но то няма тази опашка, за която е възможно да се счупи черупката толкова лесно.
