子弹都打不碎的“鲁珀特之泪”为何一捏尾部就碎了？
子弹都打不碎的“鲁珀特之泪”为何一捏尾部就碎了？
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如果你能把玻璃烧化，然后一大粒玻璃水滴入水中，等冷却之后，你就得到了一颗美腻的“鲁珀特之泪”。
为什么叫鲁伯特之泪这么文艺的名字呢？
要说会到17世纪，德国的鲁珀特亲王送给了英王查理二世一个神秘的礼物，它是一个蝌蚪状的玻璃泪滴。
查理拿着这个水滴，一脸懵逼，特么我以为你送来送领土、送美女呢，结果你特么就送我个玻璃球。来人呢，拖出去斩了！
亲王小鲁子忙解释，陛下您别急，你听我跟你编，不，跟你解释：这个小玻璃蝌蚪可不是一般的小玻璃球，大头任凭你怎么造都碎不了，可你一掰小尾巴，这小蝌蚪立马就碎成渣了。
于是，鲁伯特之泪，世界上最硬的玻璃，就这么出名了！
鲁伯特之泪为什么这么坚硬？甚至子弹击中它之后都会粉身碎骨呢？
鲁伯特之泪的原理在于它的冷却过程，当玻璃水滴滴入水中，表面已经冷却凝固，内部却依然却还是液态，这些液体在冷却过程中，也拉着四周固态的外壳收缩，导致玻璃头积攒了非常大的压应力（就是指抵抗物体有压缩趋势的应力）。
“鲁珀特之泪”的残留应力通过彩色条纹显示从来
实验表明，玻璃滴头部表明的压应力高达 700 兆帕，近乎大气压的 7000 倍。
但鲁伯特之泪的“七寸”在其尾巴部分，尾巴碎掉，就会讲这种积攒的强大应力瞬间释放出来，造成鲁伯特之泪瞬间碎成渣。其裂纹的传递速度可以高达1900米秒。
多么美丽的陨灭过程。
如此坚硬的东西，竟然也如此脆弱，这不就是说的你的倔强和玻璃心吗？！
爱答冷知识的重口味萌妹子，欢迎关注！
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传说中的“鲁伯特之泪”，就是一种人造的类似于蝌蚪形状的实心玻璃结构。
鲁伯特之泪有着奇特的力学性质，头部坚硬的连子弹都无法打碎，而鲁伯特之泪并非坚不可摧，它的死穴就是长长的尾巴，轻轻一捏尾部，整个结构立刻粉碎成渣渣。
鲁伯特之泪一般看起来有个长尾巴和蝌蚪一样的大头，它的制备方法是把熔融状态的玻璃跌入水中冷却固化，从而形成这种可爱的造型。
鲁伯特之泪的头部就像修炼了金钟罩铁布衫一样，子弹都打不破，在几顿的压力也岿然不动。
然而就像武侠小说中修炼的铁布衫也有罩门和死穴的，鲁伯特之泪的弱点就在它细长的尾巴上，一旦捏住尾巴，稍微施加力量，整个玻璃结构就会瞬间从尾巴到头部完全破碎，留下一地渣渣。
这个神奇的特点，来自于鲁伯特之泪的形成过程。在冷却成形阶段，外表面首先冷却形成了外壳，而内部还处于液态，随着内部液态玻璃的冷却，会牵动表面收缩，在其头部积累较大的压应力，从而表现出坚硬无比，可以抵御强大外力的作用。
而其鲁伯特之泪内部积累大量的残余应力，当从细长的尾巴入手时，稍加力就会破坏尾部结构，从而使内部应力快速释放，就像被攻破罩门的铁布衫一样，功力尽失，整体瞬间化为齑粉。
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鲁珀特之泪是一种外观犹如蝌蚪的实心玻璃，它拥有十分奇特的物理性质。鲁珀特之泪可以抵挡子弹的冲击，但却能被轻易捏爆。
鲁珀特之泪的制作方法非常简单，把熔融的普通玻璃滴入水中就能形成这种蝌蚪状的实心玻璃。自从鲁珀特之泪出现四个世纪以来，人们一直对它的反常力学性能感到困惑不已。它的头部可以承受高达1.5万牛的压力，但尾部断掉之后，整个玻璃都会爆裂成碎末。
直到最近，这种玻璃的奇特力学性能才被逐渐揭开。在高速摄影机的帮助下，科学家发现鲁珀特之泪的内部存在不均匀的残余应力，而这种不平衡源于它的形成方式。
当温度较高的熔融玻璃与温度较低的水相遇时，整个玻璃的降温速度是不一样的，表面会快速降温固化，内部降温固化的速度则会慢一些。这就会导致体积不断发生改变，使得表面存在很高的压应力，而中心则有很高的拉应力。
因此，虽然鲁珀特之泪的头部拥有相当高的硬度，但它是处于不平衡的状态。当鲁珀特之泪的细小尾部被破坏时，残余应力会被快速释放，导致裂纹以每秒超过一公里的极高速度扩展到全身，从而引发整个玻璃破碎。
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熔融状态的玻璃自然滴落在水中形成蝌蚪形状的玻璃泪滴，这种现象最初被一位叫做鲁伯特的王子发现，因此把这种蝌蚪状的玻璃泪滴称为
鲁珀特之泪
鲁伯特的头部及其“坚硬”，子弹打不破，在八吨的压力下也不“屈服”，然而抓住它细细的尾巴稍微用力，鲁伯特之泪会从尾部开始瞬间破碎，那这是为什么哪？
以下是对它头部的实验：
以下是对它尾部的实验：
从鲁伯特的形成过程来说明它头部坚硬、尾部脆弱的原因
熔融状态下的玻璃自然滴落在冷水中，它的外表面会先迅速冷却形成外壳，而内部冷却速度慢依然还是熔融状态，内部逐渐开始冷却体积会变小。但是由于外壳已经形成内部体积减小会趋向于形成真空。这样头部会留下巨大的残余应力，但是外在整体表现出坚硬紧凑。
而鲁伯特之泪的尾部较细，不存在头部的情况，鲁伯特之泪内部有巨大的残余应力，而尾部的破碎会导致整体应力的失衡，就像多骨诺牌一样从尾部传播到头部自我“毁灭”。
简单回单，感谢你们的关注与支持，祝好！图片来源网路侵删。
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“鲁珀特之泪“是一个延续了四个世纪的“谜”，现在终于真相大白，原来这小小的玻璃蝌蚪里面蕴含着“力”的奥秘。
所谓的“鲁珀特之泪”原本是一个很简单的事情，就是炽热熔融状态的玻璃滴入水中，就形成了一个长长尾巴蝌蚪状态的实心玻璃珠，说像男人们那个造人的“小蝌蚪”似乎更形象。
这个过程有点类似现代手机屏幕玻璃制作工艺，是钢化玻璃的淬火过程，但钢化玻璃到19世纪才开始出现。
看起来这个玻璃珠和其他的实心玻璃珠没什么区别，把其头部敲敲打打都不会咋样，耐很高的压力和冲击力。但它最柔弱的七寸就是尾巴，尾巴尖轻轻一捏碎整体瞬间就碎为齑粉。
这种奇怪现象一直是个谜，几百年来都没有弄清楚。
“鲁珀特之泪”也叫“巴达维亚之泪“，最早出现在17世纪，因巴达维亚的鲁珀特王子把5颗这样奇特的礼物献给英格兰查理二世而出名。
1661年，这5颗“鲁珀特之泪”被移交给英国皇家学会研究。但三个多个世纪过去了，这种玻璃珠子一方面高硬度抗冲压，另一方面又极易碎裂的特性一直没有揭开。
一直到了1994年，剑桥大学、塔林理工大学、普渡大学的一些教授科学家才基本弄清这个原理，他们用偏振光的方法观察到了彩虹状的应力线，以每秒100万帧的速度拍摄了“鲁珀特之泪”爆裂的过程，他们发现当尾部破碎时，裂纹在其内部以每小时6437公里的速度扩散。
原来这种玻璃的奇异特性正是加工方法导致的，其原理就是裂纹扩展，源于物体内部压力的不均衡导致的应力。融化的玻璃滴入水中，玻璃表面迅速的冷却成一个外壳，但里面的玻璃却还是液态。物体一冷却凝结体积就变小，玻璃也不例外。外面冷却收缩快，里面收缩慢，这样先冷却的外壳就受到了里面收缩慢造成的压力，产生了很大的应力。
所谓应力就是物体受到外因变形，物体内部各部分之间产生的相互作用内力，这种力抵抗着外因导致的变形，并试图恢复变形前的位置。这个玻璃“蝌蚪”里面的应力就一直在那里使劲往外撑，企图使玻璃恢复收缩前的状态。
只要这些应力保持平衡，这种奇特的玻璃珠子就能够具有很大的承受力，科学家测试其头部的抗冲击和压力能力达到每平方英寸50吨。但不能有外部的损伤，一旦有一个小口子，里面的裂纹就会迅速扩散，不可控制。
这样，如果你要从其头部攻击，那是很难的。一个指头大的玻璃头，可以承受20吨的压力，甚至用子弹轰击，被轰碎的也是子弹自身。
但这个“鲁珀特之泪”弯曲纤细的尾巴就成了它的致命弱点，只要轻轻一掰就断裂了，这个伤口就形成了，裂痕就以迅雷不及掩耳之势传遍全身，这个“鲁珀特泪珠”就瞬间化为齑粉，其速度达到数倍音速，每秒钟1500~1900米。
这就是奇异的“鲁珀特泪珠”现象及其原理。
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我之前写过鲁伯特之泪的科普文章。
说白了就是把玻璃烧融化后在重力作用下滴入水中。形成类似蝌蚪性质的玻璃体。这种蝌蚪形状也像眼泪。这东西的名字听起来高大上，其实原理极其简单，在家里都可以制备。
鲁伯特之泪特别坚硬，也特别脆弱。坚硬的在头部，脆弱的在尾部。
头部坚硬到什么程度？
可以说，枪都打不碎，20吨液压机都压不坏，人就更没办法搞坏头部了。
但是鲁伯特之泪还有一个致命的缺点，那就是尾巴。即便头部如何强悍，都是白搭，要破坏它只需轻轻敲一下尾部，它就是从内部整体瓦解了。这种瓦解的传递速度甚至超音速4倍。
尾巴就是鲁伯特之泪的短板，头部抗压无比强悍都白搭。
为什么会这样呢？
其实鲁伯特之泪看似强悍，其实内部构造本身就很不稳定，就是华而不实。内部的分子受力情况靠微秒的关系平衡着。谁要是找到打破这种平衡点，那么鲁伯特之泪就瓦解了。
但是这种平衡点不在头部，而在尾巴上。所以轻轻敲打尾巴，就会在内部形成多米诺骨牌式的放大效应从而在内部瓦解！
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网友解答：
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这是一个非常好玩的问题。
让我们先看看鲁伯特之泪的奇妙特性：
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上面的视频直观的表示了鲁伯特之泪的奇特现象，现在让我们来看看这背后的物理原理：
鲁珀特之泪的来源与历史
鲁珀特之泪是通过将熔融玻璃滴入冷水中而形成的钢化玻璃珠，使其固化成具有细长尾巴的蝌蚪形液滴。
鲁伯特之类的迷人之处在于它的反直觉特性：
这些液滴的内部特征为非常高的残余应力，这会产生反直觉的特性，例如能够承受球茎端的锤子或子弹的击打而不会断裂，同时如果尾端甚至轻微损坏则表现出爆炸性的崩解
。在自然界中，在火山熔岩的某些条件下也会产生类似的结构。
这些水滴一样的结构以莱茵河的鲁珀特王子命名，因为他们于1660年将这种水滴一样的玻璃珠带到了英国。鲁伯特之泪在皇家学会的好奇心趋势之下进行了科学的研究，解开了它们不同寻常的特性原则，这也从一定程度上促进了钢化玻璃生产工艺的发展.
图 鲁伯特之泪
鲁伯特之泪的物理原理
1994年，普渡大学的工程学教授Srinivasan Chandrasekar 和剑桥大学材料小组负责人Munawar Chaudhri 使用高速相机框架来观察破碎过程，并得出结论：
鲁伯特之泪表面经历高压缩应力，内部经受高张力，产生不平衡状态，通过打破尾部很容易受到干扰
，
并使其表面迅速崩塌
。然而，这就留下了一个问题，即应力如何在整个鲁珀特之泪中分布。
在2017年发表的另一项研究中，该团队与爱沙尼亚塔林科技大学教授Hillar Aben合作，使用透射偏光镜测量红光LED的光学延迟。当它穿过玻璃滴时，并使用数据构建整个液滴的应力分布。这表明玻璃滴的头部具有比先前认为的高达700兆帕斯卡（100,000 psi）更高的表面压应力，但是这个表面压缩层也很薄，仅仅是头部直径的10％左右。这使得表面具有高的断裂强度，
这意味着必须产生进入内部张力区的裂缝以破坏液滴
。由于表面上的裂缝倾向于平行于表面生长，因此它们不能进入张力区，但尾部的扰动允许裂缝进入张力区，这就是尾部破碎使得整个玻璃液滴迅速崩塌的原因。
图 透射偏光镜测量某山谷的结构
结论
上面的描述已经介绍了鲁伯特之泪奇艺特性背后的物理原理，欢迎大家关注。
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网友解答：
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鲁珀特之泪17世纪就出现了，它是一种水滴形状的玻璃，是把加热融化的玻璃滴到冰水当中凝固得到的。
制作方法很简单，但是这种特别的制作方法不仅让玻璃有了美丽的形状，而且同时具备了坚硬和脆弱的特性！
鲁珀特之泪的头部，抗压抗造，子弹打不碎，加压到8吨的液压机压不碎，坚硬堪比钢铁~
但是细长的尾巴部分，就是阿喀琉斯的脚脖子，是鲁珀特之泪的命门，一旦尾巴碎裂，鲁珀特之泪也会随之碎成渣渣。
这种头部坚硬尾巴脆弱的特点，和鲁珀特之泪制作的方法关系很大。
加热融化状态下的玻璃放到冰水里，表面会先冷却凝固，内部还是液体。等到内部的液体也冷却凝固收缩，就会使表面收到压应力，而中心收到拉应力，两种力保持平衡，鲁珀特之类的头部也就能承受巨大的力而不会破损。
但是如果细长的尾巴上有了裂纹，这些裂纹会迅速向内部扩散，鲁伯特之泪内部的应力统统释放出来，整个都会碎裂，也就是物理学当中的“裂纹扩展”原理。
这个碎裂的速度有多快呢。。。。。有科学家用高速摄像机拍摄过，速度达到了6437公里小时，要知道一般客机的速度也才1000公里小时左右呀。
其实想一想，鲁珀特之类除了形状像水滴，很浪漫，它的物理特性也和爱情有相似之处~
爱情里有着能够对抗全世界的勇气和坚定，也有着一触就受伤心碎的脆弱，而这个小小的、脆弱的鲁珀特之泪的尾巴，应该就捏在爱人手中吧。
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“鲁珀特之泪”，是物理领域的一个意外发现，它是玻璃烧化后，一滴玻璃水倒入水中，发生剧烈反应再冷却后，形成头部大、尾巴细长的奇特晶体。用子弹近距离去打它的大头部分，子弹接触“鲁伯特之泪”的瞬间，会彻底变成碎片，而鲁伯特之泪完好无损。但轻轻一捏“鲁伯特之泪”的小尾巴，它会瞬间碎裂成无数粉末。
之所以出现这种状况，和它的形成过程密切相关。玻璃水进入水中后，外层会优先成为固态，而内部依旧保持液态。在冷却的过程中，内部会拉动外部收缩，最终在大头部分聚结了强大的压应力，具备超强的压缩趋势力。这种压应力异常强大，是地球大气的700倍，子弹撞击其头部时，子弹远远没有“鲁伯特之泪”那么硬，自然会碎掉。
而鲁伯特之泪的尾部则缺乏足够的环状压应力分布，只是一个点，因此一捏就会碎。而且力的传导速度极快，每秒钟1900米，整个玻璃体会瞬间瓦解。但要提醒一下大家，不要轻易尝试这个试验。因为飞溅的玻璃粉末会伤害人的眼睛和皮肤。以上这种奇幻的现象了解一下即可，不必亲自去尝试。
“鲁伯特之泪”的命名也很有意思。17世纪，德国的鲁伯特亲王送给英国国王查理二世一个小玩意，查理二世看了很无语，不知鲁伯特送来的这东西有何意义。使者告诉查理二世，这个东西很奇特，大头部分坚不可摧，永远无法破坏，而小尾巴一捏就立马碎成渣。由于这个东西太奇特，不知如何命名，为了纪念鲁伯特亲王，就命名为“鲁伯特之泪”。
“鲁伯特之泪”的特征，还蕴含深刻道理。两国对抗，如果你硬去掰它的强项，代价很大却无法取胜。但如果找准弱点，不费吹灰之力就能解决问题。或许，这也是鲁伯特亲王想告诫查理二世的话。
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鲁伯特之泪只是名字很凄美，实际上就是特殊环境下形成的拉长水滴形玻璃，但鲁伯特之泪完全能称得是上最硬的玻璃之一，甚至可以轻松撞碎子弹，但鲁伯特之泪同时也是最脆弱的玻璃，尾部被触碰的一瞬间就会完全粉碎成玻璃渣。
鲁伯特之泪这种神奇的力学特性一直让科学家们十分着迷，自从17世纪德国鲁伯特亲王第一次在无意中制造出这种奇特的玻璃制品后，科学家对它的研究就一直没有中断过，测量结果表明鲁伯特之泪的头部可以承受8吨的重压而不碎裂，但是只要对其尾部施加一丁点压力，整个鲁伯特之泪就会以每秒1450米到1900米的速度爆裂，也就是说如果人类制造一个两公里长度的巨型鲁伯特之泪，那么只要找一个人轻轻捏一下鲁伯特之泪的尾部，那么两公里直径的鲁伯特之泪就会马上碎成渣。
鲁伯特之泪如此奇特的性质主要是因为内部极不均衡的压力所导致的，融化的玻璃表面在接触到冷水的一瞬间就会冷却成外壳，但是壳内的玻璃却仍然是液态的，在内核慢慢凝固的同时就会不断的拉扯外部的玻璃，导致鲁伯特之泪内部的压应力不断加强，最终造就了鲁伯特之泪近乎变态的力学特性。
但鲁伯特之泪的坚硬是内部应力平衡的结果，当尾部早到破坏之后“浓缩”在鲁伯特之泪内部的巨大应力就会瞬间失去平衡，鲁伯特之泪也会在瞬间“爆体而亡”
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网友解答：
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世界上有一种玻璃，它既坚硬无比，连子弹都打不碎；又异常脆弱，用手轻轻一按，就会灰飞烟灭，坚硬和柔软共存。这到底是为什么呢？一起来看看吧。
这种玻璃有一个非常浪漫的名字，鲁伯特之泪。是不是让人浮想联翩呢？鲁伯特之泪的制作工艺也非常简单，只需将普通的玻璃融化后，滴入冰水中，你就能得到一滴鲁伯特之泪了。这种玻璃非常坚硬，液压机想要压碎它，至少需要20吨的压力，还得冒着液压机砸凹的风险。
还有人做实验将子弹对准鲁伯特之泪的头部打了过去，结果子弹撞了个粉碎，玻璃头一点事情都没有，只是震碎了玻璃尾部。但如果你轻轻捏住玻璃尾部，微微一用力玻璃就会瞬间爆裂。这种神奇的特性，让当时的科学家叹为观止，又百思不得其解。
后来人们才发现，这是因为玻璃内部不均匀的压力导致的。融化的玻璃滴入冰水中，表面迅速的冷却了，但内部却还是液态的。等内部的玻璃也凝固缩小的时候，会拉着已经是固态的表层玻璃收缩。表层玻璃受到压应力，内部玻璃则受到了拉应力，两股力量相互拉扯，所以玻璃的头部会变得异常的坚硬。
但玻璃的尾部最轻，进入冰水里会迅速冷却，导致整个玻璃受力不均。当尾部受力时，这些不均匀的压力会瞬间释放出来，裂纹传遍整个玻璃，玻璃就会瞬间支离破碎了。鲁伯特之泪，两种矛盾体的完美结合，太神奇了。
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