Η έκρηξη του πρίγκιπα Ρούπερτ. Μια σταγόνα του πρίγκιπα Ρούπερτ. Τι είναι και πώς να το κάνουμε Τι είδους υλικό πρίγκιπας ρουπερτ
Γνωρίζεις? Θα είμαι ειλικρινής, δεν το ήξερα. Αλλά αν κρίνουμε από τις πληροφορίες στο Διαδίκτυο, αυτό είναι ένα μακροχρόνιο και πολύ δημοφιλές θέμα! Σκεφτείτε πώς είναι; Πείτε μας αργότερα στα σχόλια, και τώρα θα δούμε αυτή τη διαδικασία σε όλο της το μεγαλείο, και ποιος ήξερε, ίσως μάθουν τις λεπτομέρειες!
Αυτή είναι μια από τις ενδιαφέρουσες ιδιότητες του γυαλιού, το οποίο ονομάζεται ευρέως "Οι σταγόνες του Πρίγκιπα Ρούπερτ" (γνωστές και ως μπάλες του Ρούπερτ ή ολλανδικά δάκρυα)
Το να κάνεις μια σταγόνα του Πρίγκιπα Ρούπερτ είναι πολύ απλό. Απλώς πάρτε ζεστό ποτήρι και ρίξτε το σε έναν κουβά με νερό. Ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι το νερό ψύχει γρήγορα την εξωτερική επιφάνεια του γυαλιού, η θερμοκρασία στο εσωτερικό παραμένει σημαντικά υψηλή. Όταν το γυαλί τελικά κρυώσει, συρρικνώνεται μέσα στο περίβλημα του ήδη σκληρού εξωτερικού κελύφους. Λόγω αυτής της συμπίεσης δημιουργείται μια πολύ ισχυρή θλιπτική τάση στο εξωτερικό μέρος, ενώ το εσωτερικό είναι υπό τάση εφελκυσμού. Ως αποτέλεσμα, έχουμε κάτι με τη μορφή σκληρυμένου γυαλιού, αν και όχι αρκετά.
Αλλά τι είναι τόσο εκπληκτικό με μια σταγόνα Πρίγκιπα Ρούπερτ; Σε αντίθεση με το συνηθισμένο γυαλί, αυτή η σταγόνα δεν μπορεί να σπάσει ακόμη και χτυπώντας το πολύ δυνατά με ένα σφυρί - τουλάχιστον αν χτυπήσετε το κύριο μέρος της «σταγόνας». Ταυτόχρονα, αν η «ουρά» ενός δακρύου είναι ελαφρώς κατεστραμμένη, εκρήγνυται σαν χειροβομβίδα - ωστόσο, αυτό φαίνεται μόνο με μια κάμερα ικανή να πυροβολήσει με ταχύτητα 100.000 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Αυτό μπορείτε να δείτε στο παραπάνω βίντεο.
Η ταχύτητα του ρήγματος είναι περίπου 4.200 km/h.
Τι είδους πρίγκιπας είναι αυτός; Και τώρα το ανακαλύπτουμε!
Ο πρίγκιπας Ρούπερτ, ξάδερφος του βασιλιά Καρόλου Β', είχε περίπου τόσους τίτλους όσο και φυσικά ταλέντα: Κόμης Παλατίνος του Ρήνου, Δούκας της Βαυαρίας, Κόμης Χόλντερνς, Δούκας του Κάμπερλαντ, ιππέας μερικής απασχόλησης, ναύτης, επιστήμονας, διοικητής και καλλιτέχνης.
Ο πατέρας του, Φρίντριχ φον Παλατινάτο, ήταν βασιλιάς της Τσεχίας για έναν ακριβώς χειμώνα και πέρασε το υπόλοιπο της ζωής του στην Ολλανδία. Ακόμη και ως παιδί, ο Ρούπερτ κατέκτησε τις κύριες ευρωπαϊκές γλώσσες, έδειξε καλές μαθηματικές ικανότητες και ταλέντο ως σχεδιαστής. Ο Ρούπερτ ξεκίνησε τη στρατιωτική του σταδιοδρομία σε ηλικία 14 ετών, συνοδεύοντας τον Πρίγκιπα του Όραντζ στην πολιορκία του Ρίνμπεργκ. Δύο χρόνια αργότερα, κατά την εισβολή στη Μπραμπάντ, μπήκε στην υπηρεσία της φρουράς του πρίγκιπα και τον επόμενο χρόνο, μαζί με τον μεγαλύτερο αδερφό του, επισκέφτηκε Άγγλους συγγενείς, κάνοντας εξαιρετικά ευνοϊκή εντύπωση στον Κάρολο τον Πρώτο. Από αυτό το ταξίδι επέστρεψε με τιμητικό τίτλο Master of Arts, που απονεμήθηκε σε διακεκριμένο καλεσμένο στην Οξφόρδη.
Το 1637, ο Ρούπερτ συμμετείχε στην πολιορκία της Μπρέντα, μετά την οποία, μαζί με τον αδελφό του και ένα απόσπασμα Σκωτσέζων μισθοφόρων, πήγε να πολεμήσει στη Βεστφαλία, όπου το φθινόπωρο του 1638 συνελήφθη. Μέχρι το 1641, μαραζώνει στη φυλακή και εκείνη την περίοδο ο Λόρδος Arundel, ο Άγγλος πρεσβευτής στη Βιέννη, χάρισε στον πρίγκιπα ένα σκυλί, το οποίο αργότερα απέκτησε μεγάλη φήμη.
Ήταν ένα λευκό κανίς, που φέρεται να βγήκε λαθραία από την Τουρκία, όπου ο Σουλτάνος απαγόρευσε στους ξένους να αγοράσουν σκυλιά αυτής της ράτσας. «Ήταν εξαιρετικά περίεργο να δούμε πώς αυτός ο αυθάδης και ανήσυχος άνδρας διασκέδαζε διδάσκοντας σε ένα σκύλο μια πειθαρχία που ο ίδιος δεν είχε γνωρίσει ποτέ». Το κανίς, με το ανεπιτήδευτο ψευδώνυμο Boy, συνόδευε πάντα τον Rupert μέχρι το θάνατό του στη μάχη του Marston Moor. Το κανίς θυμόταν με ανυπομονησία τα φυλλάδια των «στρογγυλών κεφαλών», για παράδειγμα, σε ένα χαρακτικό απεικονίζεται να γρυλίζει στα μέλη του Κοινοβουλίου που διέλυσε ο Κρόμγουελ. Το αγόρι απολάμβανε πολλά προνόμια - κοιμόταν στο κρεβάτι του κυρίου, χρησιμοποιούσε τις υπηρεσίες περισσότερων κουρέων από τον ίδιο τον Ρούπερτ και έλαβε τα περισσότερα μεζεδάκια από τα χέρια του βασιλιά Καρόλου, ο οποίος άφησε συγκαταβατικά στον Μπόι να καθίσει στην καρέκλα του. Σύμφωνα με φήμες, ο σκύλος ήταν πολύ έξυπνος. Έτσι, στη λέξη «Καρλ» άρχισε να χοροπηδά και του άρεσε πολύ να ακούει τη λειτουργία, στρέφοντας το ρύγχος του προς το βωμό. Αυτό, προφανώς, προκάλεσε φήμες ότι ένα πνεύμα ακολουθεί τον Ρούπερτ με τη μορφή του αγοριού, λένε, ο σκύλος μπορεί να γίνει αόρατος και συμμετέχει σε συνεδρίες νεκρομαντείας που διεξάγει ο ιδιοκτήτης του. Και ο καημένος σκοτώθηκε.Ο αγώνας ήταν, όπως λένε, ασημένια σφαίρα.
Ας επιστρέψουμε στον πρίγκιπα :) Εκτός από την εκπαίδευση του Αγόρι κατά τα χρόνια της φυλάκισης, ο Ρούπερτ διεξήγαγε επίσης θεολογικές συνομιλίες με εξομολογητές, αντιστεκόμενος στις προσπάθειες να τον προσηλυτίσουν στον καθολικισμό, βελτίωσε τις δεξιότητές του ως χαράκτη, διάβασε βιβλία για τη στρατιωτική τέχνη και ξεκίνησε μια σχέση με την κόρη του κυβερνήτη. Χάρη στις προσπάθειες του Καρόλου του Πρώτου, ο Ρούπερτ έλαβε την ελευθερία του με την προϋπόθεση ότι δεν θα ξαναστρέψει το όπλο του εναντίον του αυτοκράτορα. Τον Αύγουστο του 1642, ο Πρίγκιπας, με τον μικρότερο αδελφό του Μόριτζ, έφθασαν στην Αγγλία επικεφαλής ενός αποσπάσματος Άγγλων και Σκωτσέζων βετεράνων των Ηπειρωτικών Πολέμων για να πάρουν το μέρος του Βασιλιά σε έναν εμφύλιο πόλεμο με το Κοινοβούλιο. Χορηγούμενος από το Τάγμα της Ζαρτιέρας, ο Ρούπερτ ανέλαβε την ηγεσία του βασιλικού ιππικού, αλλά σύντομα η χαρά της άφιξής του δεν ήταν καθολική. Αν και ο Ρούπερτ ήταν έμπειρος στρατιώτης, είχε μια νεανική όρεξη, η οποία, μαζί με τους ξένους τρόπους, απωθούσε τους αξιοσέβαστους συμβούλους του βασιλιά. Συγκεκριμένα, την ευνόητη δυσαρέσκειά τους προκάλεσε η δήλωση του πρίγκιπα ότι θέλει να λαμβάνει εντολές αποκλειστικά από τον αύγουστο θείο του. Η νεολαία έκανε κακό στον Ρούπερτ. Στη μάχη του Edgehill τον Οκτώβριο του 1643, το ιππικό του νίκησε εντελώς το κοινοβουλευτικό ιππικό, αλλά, παρασυρμένος από την καταδίωξη, ο Ρούπερτ έφυγε από το πεδίο της μάχης, στερώντας έτσι από τις βασιλικές δυνάμεις την ευκαιρία να προκαλέσουν μια αποφασιστική ήττα στα στρογγυλά κεφάλια.
Ο πρίγκιπας έδειξε αξιοσημείωτη ενέργεια, συνδυάζοντας το διοικητικό έργο με τη διεξαγωγή των εχθροπραξιών κατά τα έτη 1643-44: κατέλαβε το Μπρίστολ, κυβέρνησε την Ουαλία, ήρε την πολιορκία από το Γιορκ... Μετά την ήττα στο Marston Moor, ο Rupert στάθηκε επικεφαλής του βασιλικός στρατός, ονομαστικά επικεφαλής του πρίγκιπα της Ουαλίας. Εσωτερικές διαφωνίες και αρκετοί αντικειμενικοί λόγοι οδήγησαν στην ήττα στο Naisby, μετά την οποία ο Ρούπερτ αμφέβαλλε για την επιτυχή έκβαση του πολέμου για τον βασιλιά και συμβούλεψε τον Κάρολο να έρθει σε συμφωνία με το Κοινοβούλιο. Αυτό θεωρήθηκε ως κακία, για την οποία τελικά πείστηκε ο βασιλιάς αφού ο πρίγκιπας παρέδωσε το Μπρίστολ στα κοινοβουλευτικά στρατεύματα. Ο βασιλιάς απέλυσε τον Ρούπερτ, ο οποίος εμφανίστηκε στο Νιούαρκ και ζήτησε δίκη, με αποτέλεσμα να επιστρέψει στο καλό του όνομα, αλλά όχι στο κουμάντο. Το 1646, οι πρίγκιπες Ρούπερτ και Μόριτζ εκδιώχθηκαν από την Αγγλία ήδη με εντολή του Κοινοβουλίου.
Στην ήπειρο, ο Ρούπερτ οδήγησε αποσπάσματα Άγγλων μεταναστών που μπήκαν στη γαλλική υπηρεσία και τους διοικούσε σε στρατιωτικές επιχειρήσεις εναντίον της Ισπανίας. Μετά το ξέσπασμα του δεύτερου εμφυλίου πολέμου στην Αγγλία, ο πρίγκιπας δοκίμασε τον εαυτό του ως ναύτη με ποικίλη επιτυχία. Το 1649, αυτός και ο Moritz έλαβαν τη διοίκηση 8 πλοίων και πήγαν στην Ιρλανδία υπό τη διοίκηση του μαρκήσιου του Ormond, όπου συνέχισε την ένδοξη αγγλική παράδοση - λήστεψε αγνώστους και παρέδωσε τα κλοπιμαία στους δικούς του. Ο κοινοβουλευτικός ναύαρχος Μπλέικ στάλθηκε για να βάλει τέλος σε αυτές τις φρικαλεότητες και ο Ρούπερτ έπλευσε για την Πορτογαλία, όπου του υποσχέθηκαν καταφύγιο, αλλά ο Μπλέικ τον πρόλαβε στο λιμάνι της Λισαβόνας. Εκτεθειμένος ως πειρατής, ο πρίγκιπας ξεκινά ένα ελεύθερο ταξίδι στη Μεσόγειο και τον Ατλαντικό. Την άνοιξη του 1652, ο Ρούπερτ έπλευσε στις ακτές της Δυτικής Αφρικής, όπου τραυματίστηκε στη μάχη με τους ιθαγενείς. Έπλευσε για τις Δυτικές Ινδίες το καλοκαίρι του 1652, μόνο για να διαπιστώσει ότι ο βασιλικός θύλακας στα Μπαρμπάντος, όπου ήλπιζε να βρει καταφύγιο, είχε συνθηκολογήσει με την Κοινοπολιτεία. Το φθινόπωρο, καθ' οδόν από τις Παρθένες Νήσους, δύο από τα τέσσερα πλοία του Ρούπερτ χάθηκαν σε μια καταιγίδα, ένα από αυτά διοικούνταν από τον Μόριτζ. Κατάθλιψη από τον θάνατο του αδελφού του, ο πρίγκιπας επέστρεψε στην Ευρώπη το 1653.
Ο Ρούπερτ έγινε δεκτός θερμά στην αυλή του εξόριστου βασιλιά Καρόλου Β' στο Παρίσι, αλλά οι ευγένειες ξεθώριασαν ανάλογα με το πώς αποδείχθηκε το ακριβές ποσό της λείας που έφερε από τις Δυτικές Ινδίες. Ο απογοητευμένος πρίγκιπας πέρασε τα επόμενα έξι χρόνια στην αφάνεια, έχοντας τσακωθεί για την κληρονομιά με τον μεγαλύτερο αδερφό του.
Μετά την αποκατάσταση του Καρόλου Β' το 1660, ο Ρούπερτ επέστρεψε στην Αγγλία και έγινε δεκτός από τον βασιλιά, παρά τις προηγούμενες διαφωνίες. Έλαβε ετήσια σύνταξη και διορίστηκε στο Privy Council το 1662, με την κατάσταση του ναυτικού να τον απασχολεί ιδιαίτερα. Ο Ρούπερτ ενδιαφερόταν επίσης για επιχειρηματικές δραστηριότητες στο εξωτερικό, και έγινε ο πρώτος κυβερνήτης της εταιρείας Hudson's Bay Company το 1670. Η περιοχή που παραχωρήθηκε στην Εταιρεία ονομάστηκε «Πρίγκιπα Ρούπερτ Γη» προς τιμήν του. Ήταν επίσης ενεργός μέτοχος της Africa Company. Η συμβολή του Ρούπερτ στην ανάπτυξη του εμπορίου σηματοδοτήθηκε από μια εξατομικευμένη πέτρα που τοποθετήθηκε στα θεμέλια του νέου Βασιλικού Χρηματιστηρίου. Ο πρίγκιπας ως ναύαρχος συμμετείχε ενεργά στον Δεύτερο και στον Τρίτο Αγγλο-Ολλανδικό Πόλεμο, διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο στη μάχη του Lowestoft και στη νίκη την ημέρα του Αγίου Ιακώβου (25 Ιουλίου 1666). Από το 1673 ο Ρούπερτ αφοσιώθηκε στο διοικητικό έργο του ναυαρχείου. Πέθανε σε ηλικία 62 ετών το 1682 και κηδεύεται με τιμές στο Westminster.
Συνεχίζοντας να δείχνει ενδιαφέρον για τα επιστημονικά πειράματα, ο Ρούπερτ έγινε ένας από τους ιδρυτές της Βασιλικής Εταιρείας. Συγκεκριμένα, πειραματίστηκε με την παραγωγή πυρίτιδας (η μέθοδος που πρότεινε έκανε την πυρίτιδα 10 φορές πιο αποτελεσματική), προσπάθησε να βελτιώσει τα όπλα, εφηύρε ένα κράμα γνωστό ως "μέταλλο του πρίγκιπα" και επίσης ανέπτυξε μια συσκευή για, ας πούμε, βαθιά καταδύσεις :) Ο πρίγκιπας διατύπωσε ένα μαθηματικό πρόβλημα του «κύβου του Ρούπερτ», σημείωσε αξιοσημείωτη επιτυχία ως κωδικοποιητής, έχτισε έναν νερόμυλο στους βάλτους του Χάκνεϊ, ανέπτυξε ένα ναυτικό εργαλείο που ονόμασε Rupertinoe, επινόησε έναν μηχανισμό για τη διασφάλιση της ισορροπίας του τεταρτημόριο κατά τη μέτρηση σε ένα πλοίο, προσπάθησε να βελτιώσει τα χειρουργικά εργαλεία και ήταν ο συγγραφέας εξαιρετικών χαρακτικών.
Όσον αφορά την προσωπική του ζωή, ο Rupert δεν παντρεύτηκε ποτέ, αλλά άφησε πίσω του δύο νόθα παιδιά: τον γιο Dudley (1666) από τον Francis Byrd και την κόρη Rupert (1673) από την ηθοποιό Margaret Hughes (Hughes). Η τελευταία, χάρη στη σύνδεσή της με τον Ρούπερτ, έγινε η πρώτη επαγγελματίας ηθοποιός στο αγγλικό θέατρο· το 1669, η Μάργκαρετ, μαζί με άνδρες ηθοποιούς, απολάμβανε το προνόμιο των "βασιλικών υπηρετών" - δεν μπορούσε να συλληφθεί για χρέη. Αυτό ήταν πολύ χρήσιμο, γιατί έκανε έναν σπάταλο τρόπο ζωής. Κατά τη διάρκεια της σχέσης τους, ο Ρούπερτ της έδωσε κοσμήματα αξίας 20.000 λιρών, ανάμεσά τους και οικογενειακά κοσμήματα του Παλατινάτου, και αγόρασε επίσης μια έπαυλη για τη Μάργκαρετ για άλλες 25.000 λίρες. Στον Ρούπερτ άρεσε η οικογενειακή ζωή -ή η όψη της- σημείωσε με ευχαρίστηση, παρακολουθώντας τη μικρή του κόρη: «Ηδη κυβερνά ολόκληρο το σπίτι και μερικές φορές μαλώνει ακόμη και με τη μητέρα της, κάτι που μας κάνει όλους να γελάμε». Πιστεύεται ότι η Μάργκαρετ έγινε η μοργανατική σύζυγος του Ρούπερτ. Κληροδότησε την περιουσία του εξίσου σε αυτήν και στην κόρη του.
), ή «Δανέζικα δάκρυα». Η κεφαλή πτώσης είναι απίστευτα ισχυρή, είναι πολύ δύσκολο να την καταστρέψετε μηχανικά με συμπίεση: ακόμη και τα δυνατά χτυπήματα με σφυρί ή μια υδραυλική πρέσα δεν της προκαλούν καμία βλάβη. Αλλά αξίζει να σπάσετε ελαφρώς την εύθραυστη ουρά και ολόκληρη η σταγόνα θα σπάσει σε μικρά θραύσματα εν ριπή οφθαλμού.
Αυτή η περίεργη ιδιότητα μιας σταγόνας γυαλιού ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τον 17ο αιώνα, είτε στη Δανία, είτε στην Ολλανδία (εξ ου και ένα άλλο όνομα για αυτά - δάκρυα Batavian), είτε στη Γερμανία (οι πηγές είναι αντιφατικές) και ένα ασυνήθιστο μικρό πράγμα εξαπλώθηκε γρήγορα σε Η Ευρώπη ως αστείο παιχνίδι. Η σταγόνα πήρε το όνομά της προς τιμήν του αρχιστράτηγου του αγγλικού βασιλικού ιππικού, Ρούπερτ του Παλατινάτου, ευρέως γνωστό ως Πρίγκιπας Ρούπερτ. Το 1660, ο Ρούπερτ του Παλατινάτου επέστρεψε στην Αγγλία μετά από μια μακρά εξορία και έφερε μαζί του ασυνήθιστες γυάλινες σταγόνες, τις οποίες παρουσίασε στον Κάρολο Β΄, ο οποίος τις μετέφερε στη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου για έρευνα.
Η τεχνολογία για την παραγωγή της σταγόνας κρατήθηκε μυστική για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά τελικά αποδείχθηκε πολύ απλή: απλά ρίξτε λιωμένο γυαλί σε έναν κουβά με κρύο νερό. Σε αυτή την απλή τεχνολογία βρίσκεται το μυστικό της δύναμης και της αδυναμίας της σταγόνας. Το εξωτερικό στρώμα γυαλιού στερεοποιείται γρήγορα, μειώνεται σε όγκο και αρχίζει να ασκεί πίεση στον ακόμα υγρό πυρήνα. Όταν το εσωτερικό μέρος κρυώνει επίσης, ο πυρήνας αρχίζει να συρρικνώνεται, αλλά αυτό αντισταθμίζεται τώρα από το ήδη παγωμένο εξωτερικό στρώμα. Με τη βοήθεια των διαμοριακών δυνάμεων έλξης, συγκρατεί τον ψυχρό πυρήνα, ο οποίος τώρα αναγκάζεται να καταλάβει μεγαλύτερο όγκο από ό,τι αν είχε κρυώσει ελεύθερα. Ως αποτέλεσμα, αντίθετες δυνάμεις προκύπτουν στο όριο μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού στρώματος, οι οποίες τραβούν το εξωτερικό στρώμα προς τα μέσα και σχηματίζεται μια συμπιεστική τάση σε αυτό και ο εσωτερικός πυρήνας προς τα έξω, σχηματίζοντας μια τάση εφελκυσμού. Σε αυτή την περίπτωση, το εσωτερικό μέρος μπορεί ακόμη και να απομακρυνθεί από το εξωτερικό και στη συνέχεια σχηματίζεται μια φυσαλίδα στην σταγόνα. Αυτή η αντίθεση κάνει την πτώση ισχυρότερη από το ατσάλι. Αλλά αν, παρόλα αυτά, η επιφάνειά του καταστραφεί από το σπάσιμο του εξωτερικού στρώματος, η κρυμμένη δύναμη της τάσης θα απελευθερωθεί και ένα γρήγορο κύμα καταστροφής θα σαρώσει από το σημείο της ζημιάς σε όλη την πτώση. Η ταχύτητα αυτού του κύματος είναι 1,5 km/s, δηλαδή πέντε φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα του ήχου στην ατμόσφαιρα της Γης.
Η ίδια αρχή βασίζεται στην κατασκευή σκληρυμένου γυαλιού, το οποίο χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, σε οχήματα. Εκτός από την αυξημένη αντοχή, ένα τέτοιο γυαλί έχει ένα σοβαρό πλεονέκτημα ασφάλειας: όταν καταστραφεί, σπάει σε πολλά μικρά κομμάτια με αμβλεία άκρα. Το συνηθισμένο «ωμό» γυαλί θρυμματίζεται σε μεγάλα αιχμηρά θραύσματα που μπορεί να σας τραυματίσουν σοβαρά. Το σκληρυμένο γυαλί στην αυτοκινητοβιομηχανία χρησιμοποιείται για πλαϊνά και πίσω παράθυρα. Το παρμπρίζ για τα αυτοκίνητα είναι πολυεπίπεδο (triplex): δύο ή περισσότερα στρώματα είναι κολλημένα μεταξύ τους με μια πολυμερή μεμβράνη, η οποία, κατά την πρόσκρουση, συγκρατεί τα θραύσματα και τα εμποδίζει να πετάξουν μεταξύ τους.
Veronika Samotskaya
Το Prince Rupert's Drop είναι ένα γυάλινο τεχνούργημα που έχει δύο αντίθετες ιδιότητες: είναι εξαιρετικά ισχυρό και εξαιρετικά εύθραυστο ταυτόχρονα.Η σταγόνα μοιάζει με γυρίνο με βολβώδες κεφάλι και μακριά, λεπτή ουρά. Το κεφάλι είναι τόσο δυνατό που μπορεί να αντέξει ένα χτύπημα από σφυρί και οι σφαίρες που εκτοξεύονται σε αυτό από κοντινή απόσταση καταστρέφονται κατά την πρόσκρουση - ναι, είναι σφαίρες, όχι γυαλί. Ωστόσο, εάν κουνήσετε την ουρά της σταγόνας με το δάχτυλό σας, θα μετατραπεί ολόκληρη η σταγόνα, συμπεριλαμβανομένης της συμπαγούς γυάλινης κεφαλής, σε σκόνη.
Οι σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ (γνωστές και ως «δάκρυα του Μπατάβιαν» και «φιαλίδια της Μπολόνια») σχηματίζονται με την τοποθέτηση υγρού γυαλιού σε κρύο νερό, με αποτέλεσμα η εξωτερική επιφάνεια της σταγόνας να στερεοποιηθεί αμέσως, ενώ το γυαλί μέσα παραμένει λιωμένο. Το ψυχρό εξωτερικό στρώμα προσπαθεί να συστέλλεται ενώ το λιωμένο εσωτερικό στρώμα προσπαθεί να διασταλεί. Κατά τη διαδικασία της κρυστάλλωσης, οι αντίθετες δυνάμεις που δρουν στην κεφαλή πτώσης την καθιστούν ασυνήθιστα ισχυρή και εύθραυστη ταυτόχρονα. Μοιάζει με μια πέτρινη αψίδα - η δομή είναι υπό ακραία πίεση, που είναι ακριβώς αυτό που δεν της επιτρέπει να καταρρεύσει. Αλλά αν αφαιρέσετε τον θεμέλιο λίθο, η αψίδα θα καταρρεύσει.
Οι σταγόνες Prince Rupert ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στη Γερμανία τη δεκαετία του 1640. Αρχικά δημιουργήθηκαν από υαλουργούς στο Μεκλεμβούργο της Βόρειας Γερμανίας και πωλούνταν ως παιχνίδια και περιέργεια σε όλη την Ευρώπη, όπου τα αποκαλούσαν με διάφορους τρόπους, όπως "Πρωσικά δάκρυα" ή "Ολλανδικά δάκρυα". Οι υαλουργοί φύλαγαν προσεκτικά το μυστικό τους, κάτι που οδήγησε σε μια σειρά από θεωρίες για το πώς φτιάχνονταν οι σταγόνες.
Μια ερασιτέχνης επιστήμονας από την Αγγλία, η Δούκισσα Margaret Cavendish, μετά από αρκετές εβδομάδες πειραμάτων με δεκάδες δείγματα στο εργαστήριό της, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μια μικρή ποσότητα πτητικού υλικού εγχύθηκε στο κεφάλι του σταγονιδίου, το οποίο αντέδρασε βίαια σε επαφή με αέρας.
Το 1660, ο πρίγκιπας Ρούπερτ του Παλατινάτου, δούκας του Κάμπερλαντ και ένας από τους ιδρυτές της Βασιλικής Εταιρείας, έφερε μαζί του μερικές γυάλινες σταγόνες για να τις επιδείξει στους επιστήμονες και στον βασιλιά Κάρολο Β'. Όπως ίσως ήδη μαντέψατε, πήραν το όνομά του.
Ο Ρόμπερτ Χουκ, ο οποίος ήταν υπεύθυνος για τη διεξαγωγή πειραμάτων σε μέλη της κοινωνίας, έκανε μια σημαντική ανακάλυψη υποδηλώνοντας ότι ήταν η ψύξη του ποτηριού μετά τη βύθιση στο νερό που προκάλεσε την παράξενη ιδιότητα των σταγόνων, αν και μια πληρέστερη κατανόηση του Η μηχανική δεν έγινε διαθέσιμη παρά μόνο τρεις αιώνες αργότερα.
Μόλις το 1994, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Purdue και το Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ, χρησιμοποιώντας πλαισίωση υψηλής ταχύτητας για να παρατηρήσουν τη διαδικασία θραύσης της σταγόνας, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η επιφάνεια κάθε σταγόνας είναι υπό υψηλό συμπιεστικό φορτίο, ενώ η εσωτερική υπό την επίδραση δυνάμεων υψηλής πίεσης - σε κατάσταση ανομοιόμορφης ισορροπίας, η οποία μπορεί εύκολα να διαταραχθεί με το σπάσιμο της ουράς. Τα πειράματα δείχνουν ότι η βολβώδης κεφαλή είναι ικανή να αντέξει δύναμη συμπίεσης έως και 7.000 κιλών ανά τετραγωνικό εκατοστό. Έχει επίσης υπολογιστεί ότι οι καταστροφικές ρωγμές διαδίδονται κατά μήκος της ουράς και του κεφαλιού με εκπληκτική ταχύτητα 6.500 χιλιομέτρων την ώρα.
Αργότερα, σε συνεργασία με το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ταλίν στην Εσθονία, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι για να σπάσετε μια σταγόνα, πρέπει να δημιουργήσετε μια ρωγμή που να μπορεί να διεισδύσει στην εσωτερική ζώνη πίεσης. Το εξωτερικό στρώμα συμπίεσης είναι πολύ λεπτό: είναι μόνο περίπου το 10 τοις εκατό της διαμέτρου της κεφαλής πτώσης, αλλά έχει απίστευτα υψηλή αντοχή. Δεδομένου ότι οι επιφανειακές ρωγμές τείνουν να διαδίδονται παράλληλα με την επιφάνεια, δεν μπορούν να εισέλθουν στη ζώνη τάσης. Αλλά αν η ουρά ραγίσει, οι ρωγμές θα εισέλθουν στη ζώνη πίεσης και θα απελευθερώσουν όλη την αποθηκευμένη ενέργεια, προκαλώντας την κατάρρευση της σταγόνας.
Το σκληρυμένο γυαλί, το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως στην κατασκευή αυτοκινήτων και κινητών τηλεφώνων, κατασκευάζεται σύμφωνα με την ίδια αρχή. Ψύχεται γρήγορα σε λιωμένη μορφή με κρύο αέρα, δημιουργώντας μια εσωτερική τάση που επιτρέπει στην επιφάνεια να παραμένει συμπιεσμένη όλη την ώρα. Η συμπίεση εμποδίζει τις ρωγμές να αναπτυχθούν, αλλά όταν το γυαλί τελικά σπάσει, θρυμματίζεται σε χιλιάδες μικρά κομμάτια. Αυτός είναι ο λόγος που τα παρμπρίζ του αυτοκινήτου θρυμματίζονται σε μικρά κομμάτια κατά την πρόσκρουση, αλλά καλύπτονται με ένα ειδικό στρώμα κόλλας που εμποδίζει τα σωματίδια να εισέλθουν στο εσωτερικό του αυτοκινήτου και να προκαλέσουν τραυματισμό στους επιβάτες.
«Η τάση εφελκυσμού είναι αυτή που συνήθως προκαλεί το σπάσιμο των υλικών με τρόπο παρόμοιο με το σκίσιμο ενός φύλλου χαρτιού στη μέση», λέει ο Koushik Viswanathan του Πανεπιστημίου Purdue. «Αλλά αν αλλάξετε την τάση εφελκυσμού σε θλιπτική, τότε θα δυσκολεύσετε τη διάδοση των ρωγμών, και αυτό ακριβώς συμβαίνει στην κεφαλή πτώσης του Prince Rupert».
4,5 (90%) 2 ψήφοι
Σήμερα βρήκα κάτι νέο και ενδιαφέρον για εσάς, αν και μπορεί να είναι νέο μόνο για μένα, αλλά σίγουρα θα είναι ενδιαφέρον για όλους - σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ. Ας μάθουμε ποιες είναι αυτές οι σταγόνες και γιατί είναι ενδιαφέρουσες...
Τι είναι οι σταγόνες Prince Rupert
Οι σταγόνες Prince Rupert είναι γυάλινες σταγόνες με λεπτή ουρά, οι οποίες είναι αποτέλεσμα της τοποθέτησης λιωμένου γυαλιού σε νερό. Και το ενδιαφέρον με αυτά είναι ότι είναι σχεδόν αδύνατο να τα συνθλίψετε, να τα πατήσετε, να τα συντρίψετε ή να τα καταστρέψετε με οποιονδήποτε άλλο τρόπο διαθέσιμο στους ανθρώπους, αλλά αυτό ισχύει μόνο για την ίδια τη σταγόνα, αλλά έχει επίσης μια λεπτή ουρά, στην οποία η ευπάθεια ενός φαινομενικά άφθαρτου πράγματος είναι κρυμμένο, και αν σπάσει, τότε υπάρχει μια πραγματική έκρηξη γυαλιού. Δείτε μόνοι σας πώς προσπαθούν ανεπιτυχώς να συντρίψουν τη σταγόνα του πρίγκιπα Ρούπερτ με μια υδραυλική πρέσα:
και πώς εκρήγνυται εύκολα όταν καταστραφεί το λεπτό άκρο:
Λοιπόν, τι ενδιαφέρον αποτέλεσμα;
Ας δούμε πώς προκύπτει ένα τόσο ενδιαφέρον αποτέλεσμα; Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να καταλάβετε πώς λαμβάνονται οι σταγόνες του Prince Rupert.
Πώς να φτιάξετε σταγόνες Prince Rupert
Για να γίνουν σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ, πρέπει να τοποθετηθεί λιωμένο γυαλί σε νερό. Όταν το λιωμένο γυαλί μπαίνει σε κρύο νερό, στερεοποιείται πολύ γρήγορα με την ταυτόχρονη συσσώρευση τεράστιας εσωτερικής καταπόνησης. Επιπλέον, η ψύξη συμβαίνει τουλάχιστον γρήγορα, αλλά όχι αμέσως, οπότε όταν το επιφανειακό στρώμα έχει ήδη κρυώσει, στερεοποιηθεί και μειωθεί σε όγκο, το εσωτερικό μέρος της σταγόνας, ας το ονομάσουμε υπό όρους πυρήνα, είναι ακόμα σε υγρή και λιωμένη κατάσταση .
Περαιτέρω, ο πυρήνας αρχίζει να ψύχεται και να συρρικνώνεται, αλλά οι διαμοριακοί δεσμοί με το ήδη στερεό εξωτερικό στρώμα τον εμποδίζουν να συρρικνωθεί, με αποτέλεσμα, μετά την ψύξη, ο πυρήνας να καταλαμβάνει μεγαλύτερο όγκο από ό,τι αν ψύχθηκε σε ελεύθερη μορφή.
Εξαιτίας αυτού, δυνάμεις με αντίθετη κατεύθυνση δρουν στο όριο του εξωτερικού στρώματος και του πυρήνα, οι οποίες τραβούν το εξωτερικό στρώμα προς τα μέσα και τον πυρήνα προς τα έξω και δημιουργούν, αντίστοιχα, μια θλιπτική τάση για την εξωτερική στρώση και μια τάση εφελκυσμού για την εσωτερική πυρήνας. Ως αποτέλεσμα, έχουμε μια τεράστια εσωτερική πίεση, η οποία κάνει την πτώση πολύ ισχυρή, αλλά ταυτόχρονα, οποιαδήποτε βλάβη στο εξωτερικό στρώμα οδηγεί σε παραβίαση της δομής και έκρηξη γυαλιού, αλλά δεδομένου ότι το λεπτότερο μέρος είναι η ουρά , μέσω αυτού μπορεί να καταστραφεί το εξωτερικό στρώμα για να γίνει μια τόσο όμορφη έκρηξη όπως στο παραπάνω βίντεο ή στην παρακάτω φωτογραφία:
Και αυτό το βίντεο είναι για όσους το βρίσκουν πιο εύκολο να αντιληφθούν πληροφορίες βίντεο παρά να διαβάσουν πολλά γράμματα:
Πότε και πού ανακαλύφθηκαν οι σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ;
Οι σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στη Γερμανία το 1625, αλλά πόσο συχνά πίστευαν ότι ανακαλύφθηκαν από τους Ολλανδούς ή ίσως ακουγόταν πιο όμορφο, επειδή οτιδήποτε ξένο προκαλεί περισσότερη περιέργεια, αυτοί οι καιροί δεν αλλάζουν, εξ ου και το δεύτερο όνομα για αυτές τις σταγόνες - Ολλανδικά δάκρυα.
Και εδώ ο πρίγκιπας Ρούπερτ ρωτά τον αναγνώστη; Γεγονός είναι ότι ο πρίγκιπας Ρούπερτ, ο Βρετανός δούκας, ήταν το πρόσωπο που έφερε αυτές τις σταγόνες στην Αγγλία και τις παρουσίασε στον Άγγλο μονάρχη Κάρολο Β'. Στον βασιλιά άρεσαν πολύ οι ενδιαφέρουσες γυάλινες σταγόνες και τις έδωσε στη Βρετανική Βασιλική Επιστημονική Εταιρεία για μελέτη. Προς τιμήν αυτών των γεγονότων, οι περίεργες σταγόνες άρχισαν να ονομάζονται σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ και αυτό το όνομα έχει διατηρηθεί τέλεια μέχρι σήμερα. Εδώ είναι ένα ζωντανό παράδειγμα του πώς μπορείτε να μείνετε στην ιστορία απλά δίνοντας ένα ενδιαφέρον πράγμα στο σωστό άτομο.
Είναι ενδιαφέρον ότι η μέθοδος παρασκευής ολλανδικών δακρύων κρατήθηκε μυστική για μεγάλο χρονικό διάστημα, ενώ ταυτόχρονα πωλούνταν ως ενδιαφέροντα παιχνίδια σε εκθέσεις και αγορές.
Διάβασα τι γράφουν για τον πρίγκιπα Ρούπερτ.Η βιογραφία του είναι αρκετά ενδιαφέρουσα, συμμετείχε σε μεγάλο αριθμό ιστορικών γεγονότων, αλλά αυτό είναι μάλλον ένα θέμα για ξεχωριστή ανάρτηση.
Όταν τελείωσα την ανάρτηση, βρήκα ένα ενδιαφέρον και σχετικό βίντεο για το θέμα, στο οποίο φαίνεται όλη η διαδικασία από την αρχή μέχρι το τέλος - από τη δημιουργία μιας σταγόνας του πρίγκιπα Ρούπερτ, μέχρι μια έκρηξη γυαλιού:
Τώρα το θέμα της πτώσης του πρίγκιπα Ρούπερτ έχει αποκαλυφθεί πλήρως και μπορείτε με ασφάλεια να επιδείξετε αυτή τη γνώση στην εταιρεία ή ακόμα και να κάνετε τέτοιες σταγόνες (απλώς να είστε προσεκτικοί). Αυτά για σήμερα, τα λέμε σύντομα!
Τα δάκρυα Batavian ή οι φιάλες Bologna, καθώς και οι σταγόνες του Prince Rupert, είναι σκληρυμένες σταγόνες από γυαλί με εξαιρετικά ανθεκτικές ιδιότητες. Τα έφερε στην Αγγλία ο πρίγκιπας Ρούπερτ του Παλατινάτου στα μέσα του 17ου αιώνα. Ταυτόχρονα, τράβηξαν την προσοχή των επιστημόνων.
17095 1 4 18
Πιθανότατα, τέτοιες σταγόνες γυαλιού ήταν γνωστές στους φυσητήρες γυαλιού από αμνημονεύτων χρόνων, αλλά τράβηξαν την προσοχή των επιστημόνων μάλλον αργά: κάπου στα μέσα του 17ου αιώνα. Εμφανίστηκαν στην Ευρώπη (σύμφωνα με διάφορες πηγές, στην Ολλανδία, τη Δανία ή τη Γερμανία). Η τεχνολογία για την κατασκευή «δακρύων» κρατήθηκε μυστική, αλλά αποδείχθηκε πολύ απλή.
Εάν ρίξετε λιωμένο ποτήρι σε κρύο νερό, θα έχετε μια σταγόνα σε σχήμα γυρίνου με μακριά, κυρτή ουρά. Ταυτόχρονα, η σταγόνα έχει εξαιρετική αντοχή: το "κεφάλι" της μπορεί να χτυπηθεί με ένα σφυρί και δεν θα σπάσει. Αλλά αν σπάσεις την ουρά, η σταγόνα θρυμματίζεται αμέσως σε μικρά θραύσματα.
Τα καρέ που καταγράφηκαν με τη χρήση φωτογραφιών υψηλής ταχύτητας δείχνουν ότι το μέτωπο της «έκρηξης» κινείται σταγόνα-σταγόνα με υψηλή ταχύτητα: 1,2 km/s, που είναι σχεδόν 4 φορές υψηλότερη από την ταχύτητα του ήχου.
Ως αποτέλεσμα της γρήγορης ψύξης, η πτώση γυαλιού υφίσταται έντονες εσωτερικές τάσεις, οι οποίες προκαλούν τόσο περίεργες ιδιότητες. Το εξωτερικό στρώμα της σταγόνας ψύχεται τόσο γρήγορα που η γυάλινη δομή δεν έχει χρόνο να ξαναχτιστεί. Ο πυρήνας τεντώνεται και το εξωτερικό στρώμα συμπιέζεται. Ομοίως, λαμβάνεται γυαλί με σκληρυμένο πολτό - ωστόσο, δεν έχει αυτή την ουρά, για την οποία είναι δυνατόν να σπάσει το κέλυφος τόσο εύκολα.
