Stiklinis „Princo Ruperto lašas“: viename gale – nesuskaldomas, kitame – supertrapus (Video)
(0)
Tas pats kūnas, tačiau viename (drūtajame) gale – nesuskaldomas net daužant kūju, kitame (laibajame) – dūžta į miltus nuo švelniausio įbrėžimo, suardydamas visą kristalą. Tai – „Princo Ruperto lašu“ vadinamas stiklo lydinys. 130 tūkst. kadrų per sekundę sparta nufilmuotas ir sulėtintas vaizdo siužetas atskleidžia, kaip „Ruperto lašas“ ne suyra, o tiesiog susprogsta, virsdamas stiklo dulkių debesiu.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Savo forma į buožgalvį panašus stiklo lydinys viduje yra labai tampriai suspaustas ir sprogsta dėl skirtingų temperatūrų sukuriamos įtampos. Šlaką lydyto stiklo įmerkus į šaltą vandenį ir palikus jį ten atvėsti, stiklas sukietėja skirtingais lygiais. Taip sukuriama vidinė lydyto stiklo fragmento įtampa.
Staigiai auštant šaltame vandenyje, lydyto stiklo „varveklio“ viduryje susidaro „stresinė būsena“ – kadangi stiklo fragmento vidurys yra šiltas, o paviršius – greitai aušta ir stingsta. Tai reiškia, kad fragmento viduryje esantis karštas stiklas plečiasi, o šąlantis paviršinis stiklas traukiasi. Kai palaipsniui pradeda vėsti ir centre esanti stiklo masė, ji susitraukia ir sukuria vidinę įtampą.
Tokiu būdu susidaro situacija, kai pakanka nežymiai įbrėžti plonojo „varveklio“ galo paviršių, ir stiklo fragmentas atpalaiduoja visą vidinę įtampą su tokia jėga, kad visas stiklo kristalas dėl viduje įkalintos ir išlaisvintos potencinės energijos subyra, galima sakyti, į dulkes. Įrantas laibajame „varveklio“ gale visu stiklo lydiniu į drūtąjį galą nueina taip greitai, jog jį pastebėti įmanoma tik labai sulėtinus filmuotą epizodą.
„Princo Ruperto lašas“ gali spontaniškai sprogti – įtampa jo viduje yra nepaprastai didelė. Naujienos pabaigoje publikuotame vaizdo siužete demonstruojama, kaip energija keliauja sprogstančiu stiklu.
Beje, eksperimentą atliekantys vyrukai vaizdo siužete stiklą daužo į drūtąjį galą. Ir nors iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad stiklo varveklis subyra dėl smūgio, sulėtintuose kadruose galima įsitikinti, kad stiklo „varveklį“ suardo ne plaktuko smūgis, o po smūgio pirštuose sujudėjusi ir, ko gero, lūžusi, laiboji „Princo Ruperto lašo“ dalis.
Norint išvengti tokių vidinių medžiagos įtampų ir išvengti stiklo subyrėjimo į miltus, stiklą reikia atkaitinti palaipsniui, t. y., grūdinti. Grūdinimo proceso metu reikia užtikrinti, kad visas aušinamas kūnas vėstų daugmaž tolygiai ir viduje nesusiformuotų didžiulių temperatūros skirtumų. Įprastiniam stiklui leidžiama aušti iš lėto – taip mėginama sumenkinti jo trapumo lygį.
Kadaise šį fenomeną demonstruojant Anglijos karaliui Čarlzui II (eksperimentą atliko jo sūnėnas, Bavarijos princas Rupertas – iš čia ir fenomeno pavadinimas), karalius tyčia ar netyčia nulaužė stiklo lydinio laibąjį galiuką ir susprogdino lydinį. Tiesa, sprogimas nebuvo pavojingas – stiklo fragmentas tiesiog subyrėjo į dulkes.