Οι Σταγόνες του Πρίγκιπα Ρούπερτ (Prince Rupert's Drops), γνωστές και ως Ολλανδικά Δάκρυα ή Δάκρυα της Βαταβίας, είναι μικρές γυάλινες κατασκευές σε σχήμα γυρίνου με μια σφαιρική "κεφαλή" και μια μακριά, λεπτή "ουρά". Δημιουργούνται όταν...
λιωμένο γυαλί στάζει σε κρύο νερό, το οποίο προκαλεί την ταχύτατη ψύξη και στερεοποίηση του γυαλιού από έξω προς τα μέσα.
Αυτό η διαδικασία της ταχείας ψύξης (quenching) δημιουργεί εξαιρετικά υψηλές εσωτερικές τάσεις μέσα στη σταγόνα, οι οποίες της προσδίδουν αντιφατικές ιδιότητες:..
- Εξαιρετικά ισχυρή κεφαλή: Η σφαιρική "κεφαλή" της σταγόνας μπορεί να αντέξει σημαντικές εξωτερικές δυνάμεις, όπως χτύπημα από σφυρί ή ακόμα και σφαίρα, χωρίς να σπάσει. Αυτό οφείλεται στην ισχυρή συμπιεστική τάση που αναπτύσσεται στην εξωτερική επιφάνεια κατά την ταχεία ψύξη.
- Εξαιρετικά εύθραυστη ουρά: Αντίθετα, αν ακομη και η παραμικρή ζημιά προκληθεί στην λεπτή "ουρά", ολόκληρη η σταγόνα θρυμματίζεται εκρηκτικά σε μια λεπτή σκόνη. Αυτό συμβαίνει επειδή η ζημιά στην ουρά απελευθερώνει την τεράστια εσωτερική τάση που είναι αποθηκευμένη σε όλη τη δομή του γυαλιού, προκαλώντας την ακαριαία διάδοση ρωγμών.
Οι Σταγόνες του Πρίγκιπα Ρούπερτ αποτελούν ένα ενδιαφέρον φαινόμενο που έχει μελετηθεί για αιώνες και χρησιμοποιείται συχνά για να επεξηγήσει τις έννοιες της τάσης και της καταπόνησης στα υλικά. Πήραν το όνομά τους από τον Πρίγκιπα Ρούπερτ του Ρήνου, ο οποίος τις έφερε στην Αγγλία τον 17ο αιώνα, αν και ήταν γνωστές στην Ολλανδία νωρίτερα.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου