Если капнуть расплавленным стеклом в холодную воду, оно застынет в форме
слезы с длинным тоненьким хвостиком. Стоит у такой стеклянной слезы
отломить хвост - и она тут же взорвется, рассыпая вокруг себя тончайшую
стеклянную пыль.
Международная группа ученых выяснила, почему прочные капли закаленного
стекла, известные как батавские слезки или капли принца Руперта,
взрываются, если сломать их «хвост». Оказалось, что при этом возникает
трещина, проникающая в центр «слезы», где стекло испытывает мощную силу
растяжения. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте Phys.org
Стеклянные слезы придумали в Германии в 1625 г.. В XVII веке бытовало
мнение, что стеклянные слезы на самом деле придумали в Голландии,
поэтому их стали неверно называть «голландскими».
В Британии стеклянные слезы стали известны благодаря британскому
герцогу Руперту Пфальскому. Он преподнес их королю Карлу II, который, в
свою очередь, вручил их на исследование Королевскому Научному Обществу. В честь герцога стеклянные слезы начали называть «капли Руперта». Способ изготовления капель герцога Руперта долгое время содержался в секрете. Их продавали всем желающим, как потешные игрушки.
Сегодня механизм «работы» голландских слез тщательно изучен. Если расплавленное стекло
попадает в холодную воду, оно быстро застывает, накапливая невероятное
механическое напряжение. Условно выделим в капле наружный слой и
внутреннее ядро. Капля охлаждается с поверхности, и её внешний слой
поджимается и уменьшается в объеме, пока ядро остается жидким и горячим.
После того как внутри шарика понизится температура, начнет сжиматсья и
ядро. Однако процессу станет сопротивляться уже твердый внешний слой. С
помощью межмолекулярных сил притяжения он цепко удерживает ядро,
которое, остыв, вынуждено занимать больший объем, чем если бы оно
охладилось свободно.
В следствии на границе между внешним слоем и ядром возникнут силы,
тянущие внешний слой внутрь, создавая в нем напряжения сжатия, а
внутреннее ядро - наружу, образуя в нем напряжения растяжения. Данные
напряжения при слишком быстром охлаждении весьма значительны. Так что
внутренняя часть шарика может оторваться от наружной, и тогда в капельке
образовывается пузырек.
Если нарушить целостность поверхностного слоя слезки, то сила
напряжения незамедлительно высвободится. Сама по себе застывшая
стеклянная капля весьма крепкая. Она легко выдерживает удар молотком.
Однако если преломить её хвостик - она разрушается настолько
стремительно, что это скорее похоже на стеклянный взрыв.