Τα ολλανδικά δάκρυα του Δούκα Ρούπερτ

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Εάν ρίξετε λιωμένο ποτήρι σε κρύο νερό, θα στερεοποιηθεί με τη μορφή ενός δακρύου με μια μακριά, λεπτή ουρά. Εάν κόψετε την ουρά ενός τέτοιου γυαλιού σχίσιμο, θα εκραγεί αμέσως, σκορπίζοντας την πιο λεπτή γυάλινη σκόνη γύρω του.

Τα γυάλινα δάκρυα εφευρέθηκαν στη Γερμανία το 1625. Τον 17ο αιώνα, πίστευαν ότι τα γυάλινα δάκρυα εφευρέθηκαν στην πραγματικότητα στην Ολλανδία, έτσι άρχισαν να ονομάζονται λανθασμένα "ολλανδικά".

Στη Βρετανία, τα δάκρυα από γυαλί έγιναν διάσημα χάρη στον Βρετανό Δούκα Ρούπερτ του Παλατινάτου. Τα παρουσίασε στον βασιλιά Κάρολο Β', ο οποίος με τη σειρά του τα παρουσίασε στη Βασιλική Επιστημονική Εταιρεία για έρευνα. Προς τιμήν του δούκα, τα γυάλινα δάκρυα άρχισαν να ονομάζονται «σταγόνες του Ρούπερτ». Η μέθοδος παρασκευής των σταγόνων του Duke Rupert κρατήθηκε μυστική για πολύ καιρό. Πουλήθηκαν σε όλους, σαν αστεία παιχνίδια.

Σήμερα ο μηχανισμός των ολλανδικών δακρύων «δουλεύουν» έχει μελετηθεί διεξοδικά. Εάν το λιωμένο γυαλί μπει σε κρύο νερό, στερεοποιείται γρήγορα, δημιουργώντας απίστευτη μηχανική καταπόνηση. Ας επιλέξουμε υπό όρους το εξωτερικό στρώμα και τον εσωτερικό πυρήνα στην πτώση. Η σταγόνα ψύχεται από την επιφάνεια, και το εξωτερικό της στρώμα συμπιέζεται και μειώνεται σε όγκο, ενώ ο πυρήνας παραμένει υγρός και ζεστός.

Αφού πέσει η θερμοκρασία στο εσωτερικό της μπάλας, ο πυρήνας θα αρχίσει να συρρικνώνεται. Ωστόσο, το ήδη συμπαγές εξωτερικό στρώμα θα αντισταθεί στη διαδικασία. Με τη βοήθεια των διαμοριακών δυνάμεων έλξης, συγκρατεί επίμονα τον πυρήνα, ο οποίος, όταν ψύχεται, αναγκάζεται να καταλάβει μεγαλύτερο όγκο από ό,τι αν ψύχθηκε ελεύθερα.

Ως αποτέλεσμα, θα προκύψουν δυνάμεις στο όριο μεταξύ του εξωτερικού στρώματος και του πυρήνα, τραβώντας το εξωτερικό στρώμα προς τα μέσα, δημιουργώντας συμπιεστικές τάσεις σε αυτό και τον εσωτερικό πυρήνα προς τα έξω, σχηματίζοντας τάσεις εφελκυσμού σε αυτό. Αυτές οι τάσεις είναι πολύ σημαντικές όταν ψύχονται πολύ γρήγορα. Έτσι ώστε το εσωτερικό της μπάλας να μπορεί να σπάσει από το εξωτερικό και στη συνέχεια σχηματίζεται μια φυσαλίδα στο σταγονίδιο.

Εάν παραβιαστεί η ακεραιότητα του επιφανειακού στρώματος της σταγόνας, τότε η δύναμη της τάσης θα απελευθερωθεί αμέσως. Η ίδια η σταγόνα στερεοποιημένου γυαλιού είναι πολύ ισχυρή. Αντέχει εύκολα τα χτυπήματα του σφυριού. Ωστόσο, αν σπάσεις την ουρά του, καταρρέει τόσο γρήγορα που μοιάζει περισσότερο με έκρηξη γυαλιού.