科學解開魯珀特王子之淚強大力量來源，400年蝌蚪揭神秘面紗

研究人員終於回答了一個自17世紀初以來一直困擾科學家的一個問題：為什麼稱為「魯珀特王子之淚」的蝌蚪形玻璃頭部如此強大？

魯珀特王子之淚

在17世紀，英國國王查爾斯二世從魯珀特王子從德國帶來了一些這樣的玻璃液滴，雖然液滴的頭部非常硬，以至於能夠承受鎚子的敲打，但是尾部非常脆弱，用手指就能破壞尾部，而且會使整個液滴立即分解成細粉末。

1994年，普渡大學的Chandrasekar博士和劍橋大學的MM Chaudhriri使用高速框架攝影來觀察粉碎的過程。從他們的實驗得出結論，每一滴的表面經受高度壓縮應力，而內部經歷高張力。所以液滴處於不穩定的平衡狀態，很容易被折斷的尾巴擾亂。

然而，一個懸而未決的問題是如何在魯珀特王子的液滴中分配壓力。了解壓力分布將有助於更充分地解釋為什麼這些液滴的頭部如此強大。

為此，Chandrasekar和Chaudhri開始與愛沙尼亞塔林理工大學教授希拉爾·阿本合作。Aben專門從事確定透明三維物體中的殘餘應力，如魯珀特王子的液滴。

指示殘餘應力

他們發表在應用物理學雜誌發表的新研究中，Aben，Chandrasekar，Chaudhri和他們的合作者已經使用透射偏振器調查了魯珀特王子的液滴中的應力分布，顯微鏡測量在一個軸對稱的透明物體的折射率。

在他們的實驗中，研究人員將魯珀特王子的液滴放在透明液體中，然後用紅色的LED照亮。研究人員利用偏光鏡測量了光線穿過玻璃滴時的光學相位差，然後使用數據來構建在整個液滴的應力分布。

結果表明，液滴的頭部具有比以前認為高達700兆帕的高得多的表面壓應力，這是大約7000倍的大氣壓。該表面壓縮層也較薄，是頭部直徑的10％左右。

研究人員解釋說，這些值使液滴頭具有非常高的斷裂應力。為了打破液滴，必須產生進入液滴內部張力區域的裂縫。由於表面上的裂紋傾向於平行表面，所以不能進入張力區域。相反，打破液滴的最簡單的方法是打破尾巴，因為這個位置的干擾使裂縫進入張力區。

總的來說，研究人員認為，結果終於解釋了魯珀特王子液滴的偉大力量。

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