Kropla szkła, którą trudno stłuc. Krople księcia Ruperta

Kropla Księcia Ruperta to szklany artefakt, który ma dwie przeciwstawne właściwości: jest niezwykle trwały i jednocześnie niezwykle delikatny.

Kropelka wygląda jak kijanka z bulwiastą głową i długim, cienkim ogonem. Głowica jest tak silna, że wytrzyma uderzenie młotka, a wystrzelone w nią z bliskiej odległości kule ulegają zniszczeniu przy uderzeniu – tak, to kule, a nie szkło. Jeśli jednak przesuniesz palcem po ogonie kropli, cała kropla, w tym wytrzymała szklana główka, zamieni się w proszek.

Krople księcia Ruperta (znane również jako „łzy batawskie” i „butelki bolońskie”) powstają w wyniku wpłynięcia płynnego szkła do wnętrza zimna woda, w wyniku czego zewnętrzna powierzchnia kropli natychmiast zestala się, podczas gdy szkło w jej wnętrzu pozostaje stopione. Schłodzona warstwa zewnętrzna usiłuje się skurczyć, podczas gdy stopiona warstwa wewnętrzna usiłuje się rozszerzyć. Podczas krystalizacji przeciwstawne siły działające na głowicę kroplową sprawiają, że jest ona jednocześnie niezwykle mocna i krucha. Jest jak kamienny łuk — konstrukcja jest poddawana ekstremalnym naprężeniom, które właśnie zapobiegają jej rozpadaniu się. Ale jeśli usuniesz kamień węgielny, łuk się zawali.

Krople księcia Ruperta po raz pierwszy odkryto w Niemczech w latach 40. XVII wieku. Zostały one pierwotnie stworzone przez szklarzy z Meklemburgii (północne Niemcy) i były sprzedawane jako zabawki i ciekawostki w całej Europie, gdzie nazywano je różnymi nazwami: na przykład "łzy pruskie" lub "łzy holenderskie". Producenci szkła pilnie strzegli swojej tajemnicy, co doprowadziło do powstania wielu teorii na temat tego, w jaki sposób powstały krople.

Naukowiec-amator z Anglii, księżna Margaret Cavendish, po kilku tygodniach eksperymentów z dziesiątkami próbek w swoim laboratorium, doszła do wniosku, że do głowicy kropli wstrzyknięto niewielką ilość lotnego materiału, który pod wpływem powietrza reagował gwałtownie. .

W 1660 r. książę Rupert Palatynatu, książę Cumberland i jeden z założycieli Towarzystwa Królewskiego, przywiózł ze sobą kilka szklanych kropli, aby pokazać je uczonym i królowi Karolowi II. Jak można się domyślić, zostały nazwane jego imieniem.

Robert Hooke, który był odpowiedzialny za przeprowadzanie eksperymentów na oczach opinii publicznej, dokonał ważnego przełomu, sugerując, że to chłodzenie szkła po zanurzeniu w wodzie spowodowało dziwne właściwości kropelek, chociaż pełniejsze zrozumienie mechaniki stało się dostępne dopiero trzy wieki później.

Dopiero w 1994 r. naukowcy z Purdue University i University of Cambridge, obserwując proces dezintegracji kropel, wykorzystując szybkie kadrowanie, doszli do wniosku, że powierzchnia każdej kropli podlega dużemu obciążeniu ściskającemu, podczas gdy część wewnętrzna jest pod wpływem dużych sił naprężeń - w stanie nierównej równowagi, którą łatwo można zaburzyć łamaniem ogona. Eksperymenty pokazują, że bulwiasta głowa może wytrzymać siły ściskające do 7000 kilogramów na centymetr kwadratowy. Oszacowano również, że niszczące pęknięcia przemieszczają się wzdłuż ogona i głowy z zadziwiającą prędkością 6500 kilometrów na godzinę.

W przyszłości we współpracy z Tallinem Politechnika w Estonii naukowcy odkryli, że aby rozbić kroplę, należy stworzyć pęknięcie, które może przeniknąć strefę jej wewnętrznego naprężenia. Zewnętrzna warstwa kompresyjna jest bardzo cienka: stanowi tylko około 10 procent średnicy głowicy kropli, ale jest niesamowicie mocna. Ponieważ pęknięcia powierzchni mają tendencję do wzrostu równolegle do powierzchni, nie mogą wejść w strefę naprężeń. Ale jeśli ogon pęknie, pęknięcia wejdą w strefę naprężeń i uwolnią całą zmagazynowaną energię, powodując zapadnięcie się kropli.

W ten sam sposób wykonuje się szkło hartowane, które zwykle stosuje się w produkcji samochodów i telefonów komórkowych. Jest szybko schładzany w postaci stopionej za pomocą zimnego powietrza, tworząc wewnętrzne naprężenie, które pozwala na utrzymanie ściśnięcia powierzchni przez cały czas. Kompresja zapobiega powstawaniu pęknięć, ale kiedy szkło zostaje ostatecznie rozbite, rozpada się na tysiące małych kawałków. Z tego powodu przednie szyby samochodowe rozpadają się na drobne kawałki, ale są pokryte specjalną warstwą kleju, która zapobiega przedostawaniu się cząstek do wnętrza pojazdu i powodowaniu obrażeń u pasażerów.

„Naprężenie rozciągające zwykle powoduje pękanie materiałów w sposób podobny do przełamywania kartki papieru na pół”, mówi Koushik Viswanathan z Purdue University. „Ale jeśli zmienisz naprężenie rozciągające na ściskające, utrudnisz rozwój pęknięć i dokładnie to dzieje się w głowie kropli księcia Ruperta”.

Kropla księcia Ruperta
To jedna z ciekawych właściwości szkła, które potocznie nazywane jest „kroplami księcia Ruperta” (znane również jako kulki Ruperta lub holenderskie łzy).

Przygotowanie kropli Prince Rupert jest bardzo łatwe. Wystarczy wziąć gorącą szklankę i wrzucić ją do wiadra z wodą. Dzięki temu, że woda szybko schładza zewnętrzną powierzchnię szkła, temperatura wewnątrz szkła pozostaje znacząco wysoka. Kiedy wnętrze szkła w końcu się ochłodzi, kurczy się wewnątrz już twardej powłoki zewnętrznej. Tworzy to bardzo silne napięcie.

Co ciekawe, kropla ma niesamowitą trwałość. Trwałość jest niesamowita:

Tak, łamiąc jego ogon, spowodujesz natychmiastowe zniszczenie wybuchowe, podobne do tego, które powoduje wybuch dowolnego wyrobu szklanego, który po odlaniu nie został włożony do pieca do wyżarzania - wystarczy łamiąc ogon, sam rozpoczynasz ten proces.

W przeciwieństwie do zwykłego szkła, tej kropli nie da się rozbić nawet bardzo mocno uderzając młotkiem - jeśli uderzysz główną część „kropli”. Jednocześnie, jeśli lekko uszkodzisz „ogon” łzy, eksploduje ona jak granat - jednak można to zobaczyć tylko przy użyciu aparatu zdolnego do robienia zdjęć z prędkością 100 000 klatek na sekundę. Oto, co możesz zobaczyć:

Prędkość ruchu uskoku wynosi około 4200 km na godzinę.

Książę Rupert, kuzyn króla Karola II, miał mniej więcej te same tytuły co naturalne talenty: hrabia Palatyn Renu, książę Bawarii, hrabia Holderness, książę Cumberland, kawalerzysta, marynarz, naukowiec, administrator i artysta.

Jego ojciec, Friedrich von Palatinate, był królem Czech dokładnie przez jedną zimę, a resztę życia spędził w Holandii. Już jako dziecko Rupert opanował główne języki europejskie, wykazał się dobrym zdolność matematyczna i talent rysownika. Kariera wojskowa Rupert zaczął w wieku 14 lat, towarzysząc księciu Orange podczas oblężenia Rienberg. Dwa lata później, podczas najazdu na Brabancję, wstąpił do gwardii książęcej, a rok później wraz ze starszym bratem odwiedził angielskich krewnych, robiąc niezwykle przychylne wrażenie na Karolu I. Z tej podróży powrócił z honorowym tytułem magistra sztuki przyznanym wybitnemu gościowi w Oksfordzie.

W 1637 Rupert brał udział w oblężeniu Bredy, a następnie wraz z bratem i oddziałem szkockich najemników udał się do walki w Westfalii, gdzie jesienią 1638 dostał się do niewoli. Do 1641 przebywał w więzieniu, a w tym czasie lord Arundel, ambasador angielski w Wiedniu, podarował księciu psa, który później zyskał głośną sławę.

To było biały pudel, rzekomo przemycony z Turcji, gdzie sułtan zabronił obcokrajowcom nabywania psów tej rasy. „Bardzo ciekawy był widok tego zarozumiałego i niespokojnego mężczyzny, który bawi się ucząc psa dyscypliny, której sam nigdy nie znał”. Pudel, który otrzymał bezpretensjonalny przydomek Chłopiec, niezmiennie towarzyszył Rupertowi aż do jego śmierci w bitwie pod Marston Moore. Pudel był chętnie wspominany w broszurach o „okrągłogłowym”, na przykład na jednym rycinie jest przedstawiony, jak warczy na członków parlamentu, rozwiązanych przez Cromwella. Walka cieszyła się wieloma przywilejami – spanie w mistrzowskim łóżku, korzystanie z usług większej liczby fryzjerów niż sam Rupert i czerpanie największych smakołyków z rąk króla Karola, który protekcjonalnie pozwolił Boyowi usiąść na swoim krześle. Według plotek pies był bardzo mądry. Tak więc na słowo „Karl” zaczął radośnie skakać i uwielbiał słuchać liturgii, odwracając twarz do ołtarza. To oczywiście wywołało pogłoski, że duch podąża za Rupertem w formie Bitwy, mówią, że pies może stać się niewidzialny i uczestniczy w sesjach nekromancji prowadzonych przez jego właściciela. I biedak został zabity, chłopak był, jak to mówią, srebrną kulą.

Powrót do księcia Oprócz treningu Battle w latach uwięzienia Rupert prowadził także rozmowy teologiczne ze spowiednikami, przeciwstawiając się próbom nawrócenia go na katolicyzm, doskonaląc umiejętności grawerskie, czytając książki o sztukach walki i wdając się w romans z córką gubernatora. Dzięki staraniom Karola Pierwszego Rupert został uwolniony pod warunkiem, że nigdy więcej nie zwróci broni przeciwko cesarzowi. W sierpniu 1642 roku książę i jego młodszy brat Moritz przybyli do Anglii na czele oddziału brytyjskich i szkockich weteranów wojny kontynentalnej, by stanąć po stronie króla w wojnie domowej z Parlamentem. Przyznany Orderowi Podwiązki Rupert został naczelnikiem kawalerii królewskiej, ale wkrótce radość z jego przybycia była daleka od powszechnej.
Chociaż Rupert był znakomitym żołnierzem, miał młodzieńczy zapał, który oprócz obcych manier odpychał solidnych doradców króla. W szczególności ich zrozumiałe niezadowolenie wywołało oświadczenie księcia, że chce otrzymywać rozkazy wyłącznie od swego dostojnego wuja. Młodzież zrobiła Rupertowi złą przysługę. W bitwie pod Edgehill w październiku 1643 r. jego kawaleria całkowicie pokonała parlament, ale porwany pościgiem Rupert opuścił pole bitwy, pozbawiając w ten sposób władzy rojalistów szansy na zadanie okrągłogłowym decydującej porażki.

Książę wykazał się niezwykłą energią, łącząc pracę administracyjną z prowadzeniem działań wojennych w latach 1643-44: zdobył Bristol, rządził Walią, zniósł oblężenie Yorku... Po klęsce pod Marston Moore Rupert stanął na czele armia rojalistów, nominalnie dowodzona przez księcia Walii. Wewnętrzne nieporozumienia i szereg obiektywnych przyczyn doprowadziły do klęski pod Naseby, po której Rupert zwątpił w pomyślny dla króla wynik wojny i poradził Karolowi, aby zawarł porozumienie z parlamentem.
Uznano to za złośliwy zamiar, o czym król został ostatecznie przekonany po tym, jak książę oddał Bristol siłom parlamentarnym. Król odprawił Ruperta, przybył do Newark i zażądał: proces sądowy, w wyniku czego jego dobre imię zostało zwrócone, ale nie polecenie. W 1646 r. książęta Rupert i Moritz zostali wydaleni z Anglii na mocy rozporządzenia parlamentu.

Na kontynencie Rupert dowodził oddziałami brytyjskich emigrantów, którzy weszli do służby francuskiej i dowodził nimi w działaniach wojennych przeciwko Hiszpanii. Po rozpoczęciu drugiego wojna domowa w Anglii książę ze zmiennym powodzeniem próbował siebie w roli marynarza. W 1649 roku wraz z Moritzem objął dowództwo 8 okrętów i udał się do Irlandii pod dowództwem markiza Ormond, gdzie kontynuował chwalebne angielska tradycja- okradł nieznajomych i przekazał łupy swoim.
Admirał Blake został wyznaczony do położenia kresu tym okrucieństwu, a Rupert popłynął do Portugalii, gdzie obiecano mu schronienie, ale Blake dogonił go w porcie w Lizbonie. Odkryty jako pirat, książę wyrusza w bezpłatną podróż przez Morze Śródziemne i Atlantyk. Wiosną 1652 Rupert popłynął do wybrzeży Afryki Zachodniej, gdzie został ranny w bitwie z tubylcami.
Popłynął do Indii Zachodnich latem 1652 roku i odkrył, że enklawa rojalistów na Barbadosie, gdzie miał nadzieję znaleźć schronienie, poddała się Rzeczypospolitej. Jesienią, w drodze z Wysp Dziewiczych, podczas sztormu zginęły dwa z czterech statków Ruperta, jeden z nich dowodzony przez Moritza. Przytłoczony śmiercią brata książę powrócił do Europy w 1653 roku.

Rupert zainteresował się także zagranicznymi przedsięwzięciami biznesowymi, zostając pierwszym gubernatorem Kompanii Zatoki Hudsona w 1670 roku. Terytorium przekazane Spółce zostało nazwane na jego cześć „Ziemią Księcia Ruperta”. Był także aktywnym udziałowcem afrykańskiej firmy. Wkład Ruperta w rozwój handlu został zaznaczony przez kamień inskrypcyjny położony pod fundamenty nowej Królewskiej Giełdy.
Książę jako admirał wziął Aktywny udział w drugiej i trzeciej Wojny angielsko-holenderskie, odgrywając znaczącą rolę w bitwie pod Lowestoft i zwycięstwie w dniu św. Jakuba (25 lipca 1666). Od 1673 Rupert poświęcił się Praca administracyjna w admiralicji. Zmarł w wieku 62 lat w 1682 roku i został pochowany z honorami w Westminster.

Dalsze okazywanie zainteresowania eksperymenty naukowe Rupert był współzałożycielem Towarzystwa Królewskiego. W szczególności eksperymentował z produkcją prochu (proponowana przez niego metoda sprawiła, że proch był 10 razy skuteczniejszy), próbował ulepszyć broń, wynalazł stop znany jako „książęcy metal”, a także opracował urządzenie do, że tak powiem, głęboko- nurkowanie w morzu
Książę sformułował matematyczny problem „sześcianu Ruperta”, osiągnął znaczące sukcesy jako szyfr, zbudował młyn wodny na bagnach Hackney, opracował broń morską, którą nazwał Rupertinoe, wynalazł mechanizm równoważenia kwadrantu podczas pomiaru na pokładzie statek, starał się ulepszać instrumenty chirurgiczne i był wybitnymi grawerami.

Jeśli chodzi o życie osobiste, Rupert nigdy się nie ożenił, ale pozostawił dwoje nieślubnych dzieci: syna Dudleya (1666) z Francisa Byrda i córkę Rupert (1673) z aktorki Margaret Hughes (Hughes). Ta ostatnia, dzięki związkom z Rupertem, została pierwszą profesjonalną aktorką na świecie teatr angielski, w 1669 roku Margaret wraz z aktorami płci męskiej cieszyła się przywilejem „sługi królewskiej” - nie mogła zostać aresztowana za długi. To było bardzo pomocne, ponieważ prowadziła wystawny tryb życia.
Podczas ich związku Rupert podarował jej biżuterię wartą 20 tysięcy funtów, a wśród nich rodzinną biżuterię Palatynatów, a także kupił dwór dla Margaret za kolejne 25 tysięcy. Rupert lubił życie rodzinne – lub jego pozory – z radością zauważył, obserwując swoją córeczkę: „Ona już rządzi całym domem, a czasem nawet kłóci się z matką, co nas wszystkich rozśmiesza”. Uważa się, że Margaret została morganatyczną żoną Ruperta.

Zapisał swój majątek w równym stopniu jej, jak i swojej córce.

Pozwólcie, że przedstawię Wam jedną z ciekawych właściwości szkła, które potocznie nazywa się kroplami (lub łzami) księcia Ruperta. Jeśli wrzucisz roztopione szkło do zimnej wody, stwardnieje w postaci kropli z długim, cienkim ogonkiem. Dzięki natychmiastowemu schłodzeniu kropla nabiera zwiększonej twardości, to znaczy nie jest tak łatwo ją zmiażdżyć. Ale jeśli oderwiesz cienki ogonek takiej szklanej kropli, natychmiast eksploduje, rozrzucając wokół niej najdrobniejszy szklany pył.

Szklane krople zostały wynalezione w Niemczech w 1625 roku. W XVII wieku wierzono, że szklane łzy faktycznie wynaleziono w Holandii, dlatego zaczęto je błędnie nazywać „holenderskimi”. W Wielkiej Brytanii szklane łzy stały się sławne dzięki brytyjskiemu księciu Rupertowi Palatynatu. Przedstawił je królowi Karolowi II, który z kolei przekazał je Królewskiemu Towarzystwu Naukowemu do badań. Na cześć księcia szklane łzy zaczęto nazywać „kroplami Ruperta”. Sposób robienia zrzutów Duke Ruperta przez długi czas był utrzymywany w tajemnicy. Sprzedawano je wszystkim, jak zabawne zabawki.

Dziś mechanizm „działania” łez holenderskich został dokładnie przebadany. Jeśli stopione szkło dostanie się do zimnej wody, szybko zestala się, kumulując niesamowite naprężenia mechaniczne. Wybierzmy warunkowo w kropli zewnętrzna warstwa oraz Rdzeń wewnętrzny... Kropla schładza się z powierzchni, a jej zewnętrzna warstwa zostaje ściśnięta i zmniejszona, a rdzeń pozostaje płynny i gorący.

Gdy temperatura wewnątrz kuli spada, rdzeń zaczyna się kurczyć. Jednak już trwała warstwa zewnętrzna będzie opierać się procesowi. Za pomocą międzycząsteczkowych sił przyciągania wytrwale utrzymuje jądro, które po schłodzeniu jest zmuszone do zajmowania większej objętości, niż gdyby schładzało się swobodnie.

W rezultacie na granicy między warstwą zewnętrzną a rdzeniem powstaną siły, ciągnące warstwę zewnętrzną do wewnątrz, tworząc w niej naprężenia ściskające, a rdzeń wewnętrzny na zewnątrz, tworząc w nim naprężenia rozciągające. Napięcia te są bardzo znaczące przy zbyt szybkim chłodzeniu. Tak więc wnętrze kuli może oderwać się od zewnątrz, a następnie w kropelce utworzy się bańka.

Jeśli naruszona zostanie integralność warstwy powierzchniowej łzy, siła napięcia zostanie natychmiast uwolniona. Sama zestalona kropla szkła jest bardzo silna. Z łatwością wytrzyma uderzenie młotkiem. Jeśli jednak złamiesz jego ogon, zapadnie się tak szybko, że wygląda bardziej jak eksplozja szkła.

Komentarze: 0

Siergiej Ryżikow

Wykłady Siergieja Borisowicza Ryżikowa z pokazami eksperymentów fizycznych wygłoszono w latach 2008–2010 w Dużej Auli Demonstracyjnej Wydziału Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego. M.V. Łomonosow.

Nigdy nie udało nam się znaleźć pierwotnego źródła tego powszechnego przekonania: ani jednej kartki papieru nie można złożyć dwa razy więcej niż siedem (według niektórych źródeł - osiem) razy. Tymczasem obecny rekord składanych to 12 razy. I co bardziej zaskakujące, należy do dziewczyny, która matematycznie uzasadniła tę „zagadkę z kartki papieru”.

Aleksandra Skripczenko

Matematyk Alexandra Skripchenko o bilardzie jako układzie dynamicznym, kątach wymiernych i twierdzeniu Poincarégo.

Giulio M. Ottino

Prosty dwuwymiarowy okresowy ruch lepki płyn może stać się chaotyczny, co skutkuje wydajnym mieszaniem. Eksperymenty i symulacje komputerowe wyjaśniają mechanizm tego zjawiska.

Walerij Opojcew

Arystoteles i Galileusz o upadku ciał. Siły tarcia. Przesuwne i toczne. Statyka, kinematyka. Wektorowa natura sił i prędkości. Dodawanie i rozkład. Niezależność działania i ruchu. Zachowanie pędu. Moment siły i moment impulsu. Żyroskopy. Ławka Żukowskiego. Ruch obrotowy... Moment siły i moment pędu w płaskiej wersji obrotu. Obrót ciało stałe i moment bezwładności. Prawa pracy, energii, zachowania. Układy i siły nieinercyjne. Efekt odśrodkowy. Siła Coriolisa. Problem Einsteina z liśćmi herbaty. Ciśnienie atmosferyczne... Prawa Pascala i Archimedesa. Paradoks Archimedesa.

Być może doświadczyłeś dziwnych fizycznych odczuć w szybkobieżnych windach: kiedy winda porusza się w górę (lub zwalnia, gdy jedzie w dół), jesteś przyciśnięty do podłogi i przez chwilę wydaje ci się, że jesteś ciężki; a w momencie hamowania przy ruszaniu w górę (lub ruszaniu przy zjeżdżaniu) podłoga windy dosłownie opuszcza się pod nogami. Sami, być może nawet nie zdając sobie z tego sprawy, doświadczacie efektu zasady równoważności mas bezwładnych i grawitacyjnych. Kiedy winda porusza się w górę, porusza się z przyspieszeniem, które jest dodawane do przyspieszenia grawitacyjnego w nieinercyjnym (przyspieszającym) układzie odniesienia powiązanym z windą, a twoja waga wzrasta. Jednak gdy tylko winda nabiera „prędkości przelotowej”, zaczyna się równomiernie poruszać, „przyrost” wagi znika, a waga powraca do normalnej wartości. Zatem przyspieszenie ma taki sam efekt jak grawitacja.

Ruch ciało fizyczne w jednym wymiarze nie zależy od jego ruchu w pozostałych dwóch wymiarach. Na przykład trajektoria lotu kuli armatniej jest kombinacją dwóch niezależnych trajektorii: jednolity ruch poziomo z prędkością nadaną kuli armatniej i jednostajnie przyspieszonym ruchem pionowym pod wpływem grawitacji.

Władimir Pawłow

Pojęcia wstępne. Cel fizyki. Podstawowe zasady i pojęcia. Pojęcie czasoprzestrzeni. Zasady symetrii czasoprzestrzennej. Zasada dynamiki. Akcja. Funkcja Lagrange'a. Równania Eulera-Lagrange'a. Prawa ochronne. Twierdzenie Noether. Energia, pęd, moment. Problem Keplera. Modele. Formalizm hamiltonowski. Mapowanie Legendre'a. Funkcja Hamiltona. Równania Hamiltona. Wspornik Poissona. Niezmienne sformułowanie mechaniki.

Studnia przebijająca Ziemię na wskroś jest klasycznym obiektem wirtualnym, na przykładzie którego można jednocześnie studiować prawo powszechnego ciążenia i drgań harmonicznych. Fizycy oszacowali czas upadku obiektu w studni przechodzącej przez środek Ziemi, biorąc pod uwagę wpływ oporu powietrza w studni lub ewentualnego tarcia o jej ściany. Ostatnia ocena pokazuje, że opadnięcie do środka Ziemi zajmie co najmniej 1,8 roku.

Cząsteczki cieczy doświadczają sił wzajemnego przyciągania - tak naprawdę to dzięki temu ciecz nie paruje natychmiast. Siły przyciągania innych cząsteczek działają na cząsteczki wewnątrz cieczy ze wszystkich stron i dlatego wzajemnie się równoważą. Cząsteczki na powierzchni cieczy nie mają sąsiadów na zewnątrz, a powstała siła przyciągania skierowana jest do wnętrza cieczy. W rezultacie cała powierzchnia wody ma tendencję do kurczenia się pod wpływem tych sił. Łącznie efekt ten prowadzi do powstania tak zwanej siły napięcia powierzchniowego, która działa wzdłuż powierzchni cieczy i prowadzi do powstania na niej niewidocznego, cienkiego i elastycznego filmu.

Łzy Batawskie czy Butelki Bolońskie, a także Krople Księcia Ruperta to utwardzone kropelki z hartowanego szkła o niezwykle silnych właściwościach. Zostały sprowadzone do Anglii przez księcia Ruperta z Palatynatu w połowie XVII wieku. Następnie przyciągnęły baczną uwagę naukowców.

17095 1 4 18

Najprawdopodobniej takie szklane krople były znane dmuchaczom szkła od niepamiętnych czasów, ale przyciągnęły uwagę naukowców dość późno: gdzieś w połowie XVII wieku. Pojawili się w Europie (według różnych źródeł w Holandii, Danii czy Niemczech). Technologia robienia „łez” była utrzymywana w tajemnicy, ale w rzeczywistości okazała się bardzo prosta.

Jeśli wrzucisz roztopioną szklankę do zimnej wody, otrzymasz kroplę w kształcie kijanki z długim, zakrzywionym ogonem. Jednocześnie kropla ma wyjątkową siłę: można ją uderzyć w „głową” młotkiem i nie pęknie. Ale jeśli złamiesz ogon, kropla natychmiast rozpadnie się na małe fragmenty.

W kadrach zarejestrowanych przy użyciu szybkich zdjęć widać, że front „wybuchu” porusza się kropla po kropli z wysoka prędkość: 1,2 km/s, czyli prawie 4 razy szybciej niż prędkość dźwięku.

W wyniku gwałtownego chłodzenia kropla szkła poddawana jest silnym naprężeniom wewnętrznym, co powoduje takie dziwne właściwości. Zewnętrzna warstwa kropli stygnie tak szybko, że struktura szkła nie ma czasu na odbudowę. Rdzeń jest rozciągany, a warstwa zewnętrzna jest ściskana. Szkło hartowane uzyskuje się w podobny sposób - nie ma jednak tego kucyka, na który można tak łatwo stłuc muszlę.

Czy wiesz? Szczerze, nie wiedziałem. Ale sądząc po informacjach w Internecie, jest to stary i bardzo popularny temat! Pomyśl, jak to wygląda? Powiedz nam później w komentarzach, a teraz przyjrzymy się temu procesowi w całej okazałości, a kto wiedział - może poznają szczegóły!

To jedna z ciekawych właściwości szkła, które potocznie nazywane jest „kroplami księcia Ruperta” (znane również jako kulki Ruperta lub holenderskie łzy)

Przygotowanie kropli Prince Rupert jest bardzo proste. Wystarczy wziąć gorącą szklankę i wrzucić ją do wiadra z wodą. Dzięki temu, że woda szybko schładza zewnętrzną powierzchnię szkła, temperatura wewnątrz szkła pozostaje znacząco wysoka. Kiedy szkło w końcu ostygnie, kurczy się w już twardą zewnętrzną powłokę. Z powodu tego ściskania na części zewnętrznej powstaje bardzo silne naprężenie ściskające, podczas gdy część wewnętrzna jest poddawana naprężeniu rozciągającemu. W efekcie mamy coś w postaci szkła hartowanego, choć nie do końca.

Ale co jest tak zaskakującego w spadku księcia Ruperta? W przeciwieństwie do zwykłego szkła, tej kropli nie da się rozbić nawet bardzo mocno uderzając młotkiem - przynajmniej jeśli uderzysz główną część „kropli”. Jednocześnie, jeśli lekko uszkodzisz „ogon” łzy, eksploduje ona jak granat - jednak można to zobaczyć tylko przy użyciu aparatu zdolnego do robienia zdjęć z prędkością 100 000 klatek na sekundę. To właśnie możesz zobaczyć na powyższym filmie.

Prędkość ruchu uskoku wynosi około 4200 km na godzinę.

A co to za książę? A teraz dowiemy się!

Jego ojciec, Friedrich von Palatinate, był królem Czech dokładnie przez jedną zimę, a resztę życia spędził w Holandii. Już jako dziecko Rupert opanował główne języki europejskie, wykazał dobre zdolności matematyczne i talent do rysowania. Rupert rozpoczął karierę wojskową w wieku 14 lat, towarzysząc księciu Orange podczas oblężenia Rienbergu. Dwa lata później, podczas najazdu na Brabancję, wstąpił do gwardii książęcej, a rok później wraz ze starszym bratem odwiedził angielskich krewnych, robiąc niezwykle przychylne wrażenie na Karolu I. Z tej podróży powrócił z honorowym tytułem magistra sztuki przyznanym wybitnemu gościowi w Oksfordzie.

Był to biały pudel, rzekomo przemycony z Turcji, gdzie sułtan zabronił obcokrajowcom nabywania psów tej rasy. „Bardzo ciekawy był widok tego zarozumiałego i niespokojnego mężczyzny, który bawi się ucząc psa dyscypliny, której sam nigdy nie znał”. Pudel, który otrzymał bezpretensjonalny przydomek Chłopiec, niezmiennie towarzyszył Rupertowi aż do jego śmierci w bitwie pod Marston Moore. Pudel był chętnie wspominany w broszurach o „okrągłogłowym”, na przykład na jednym rycinie jest przedstawiony, jak warczy na członków parlamentu, rozwiązanych przez Cromwella. Walka cieszyła się wieloma przywilejami – spanie w mistrzowskim łóżku, korzystanie z usług większej liczby fryzjerów niż sam Rupert i czerpanie największych smakołyków z rąk króla Karola, który protekcjonalnie pozwolił Boyowi usiąść na swoim krześle. Według plotek pies był bardzo mądry. Tak więc na słowo „Karl” zaczął radośnie skakać i uwielbiał słuchać liturgii, odwracając twarz do ołtarza. To oczywiście wywołało pogłoski, że duch podąża za Rupertem w formie Bitwy, mówią, że pies może stać się niewidzialny i uczestniczy w sesjach nekromancji prowadzonych przez jego właściciela. I biedak został zabity, chłopak był, jak to mówią, srebrną kulą.

Wróćmy do księcia :) Oprócz treningu Battle w latach uwięzienia Rupert prowadził także rozmowy teologiczne ze spowiednikami, przeciwstawiając się próbom nawrócenia go na katolicyzm, doskonalił umiejętności grawerskie, czytał książki o sztukach walki i wszczął romans z córka gubernatora. Dzięki staraniom Karola Pierwszego Rupert został uwolniony pod warunkiem, że nigdy więcej nie zwróci broni przeciwko cesarzowi. W sierpniu 1642 roku książę i jego młodszy brat Moritz przybyli do Anglii na czele oddziału brytyjskich i szkockich weteranów wojny kontynentalnej, by stanąć po stronie króla w wojnie domowej z Parlamentem. Przyznany Orderowi Podwiązki Rupert został naczelnikiem kawalerii królewskiej, ale wkrótce radość z jego przybycia była daleka od powszechnej. Chociaż Rupert był znakomitym żołnierzem, miał młodzieńczy zapał, który oprócz obcych manier odpychał solidnych doradców króla. W szczególności ich zrozumiałe niezadowolenie wywołało oświadczenie księcia, że chce otrzymywać rozkazy wyłącznie od swego dostojnego wuja. Młodzież zrobiła Rupertowi złą przysługę. W bitwie pod Edgehill w październiku 1643 r. jego kawaleria całkowicie pokonała parlament, ale porwany pościgiem Rupert opuścił pole bitwy, pozbawiając w ten sposób władzy rojalistów szansy na zadanie okrągłogłowym decydującej porażki.

Książę wykazał się niezwykłą energią, łącząc pracę administracyjną z prowadzeniem działań wojennych w latach 1643-44: zdobył Bristol, rządził Walią, zniósł oblężenie Yorku... Po klęsce pod Marston Moore Rupert stanął na czele armia rojalistów, nominalnie dowodzona przez księcia Walii. Wewnętrzne nieporozumienia i szereg obiektywnych przyczyn doprowadziły do klęski pod Naseby, po której Rupert zwątpił w pomyślny dla króla wynik wojny i poradził Karolowi, aby zawarł porozumienie z parlamentem. Uznano to za złośliwy zamiar, o czym król został ostatecznie przekonany po tym, jak książę oddał Bristol siłom parlamentarnym. Król odprawił Ruperta, pojawił się w Newark i zażądał procesu, w wyniku którego zwrócono mu jego dobre imię, ale nie dowództwo. W 1646 r. książęta Rupert i Moritz zostali wydaleni z Anglii na mocy rozporządzenia parlamentu.

Na kontynencie Rupert dowodził oddziałami brytyjskich emigrantów, którzy weszli do służby francuskiej i dowodził nimi w działaniach wojennych przeciwko Hiszpanii. Po wybuchu II wojny domowej w Anglii książę ze zmiennym powodzeniem spróbował siebie w roli marynarza. W 1649 roku wraz z Moritzem objął dowództwo 8 okrętów i udał się do Irlandii pod dowództwem markiza Ormond, gdzie kontynuował chwalebną angielską tradycję - rabowanie obcych i przekazywanie łupów swoim. Admirał Blake został wyznaczony do położenia kresu tym okrucieństwu, a Rupert popłynął do Portugalii, gdzie obiecano mu schronienie, ale Blake dogonił go w porcie w Lizbonie. Odkryty jako pirat, książę wyrusza w bezpłatną podróż przez Morze Śródziemne i Atlantyk. Wiosną 1652 Rupert popłynął do wybrzeży Afryki Zachodniej, gdzie został ranny w bitwie z tubylcami. Popłynął do Indii Zachodnich latem 1652 roku i odkrył, że enklawa rojalistów na Barbadosie, gdzie miał nadzieję znaleźć schronienie, poddała się Rzeczypospolitej. Jesienią, w drodze z Wysp Dziewiczych, podczas sztormu zginęły dwa z czterech statków Ruperta, jeden z nich dowodzony przez Moritza. Przytłoczony śmiercią brata książę powrócił do Europy w 1653 roku.

Rupert został ciepło przyjęty na dworze wygnanego króla Karola II w Paryżu, ale uprzejmości rozpłynęły się proporcjonalnie do tego, jak ustalono dokładną ilość łupów, które przywiózł z Indii Zachodnich. Sfrustrowany książę spędził kolejne sześć lat w zapomnieniu, wypadając ze swojego starszego brata o dziedzictwo.
Po restauracji Karola II w 1660 r. Rupert powrócił do Anglii i został dobrze przyjęty przez króla, pomimo wcześniejszych różnic. Otrzymał roczną emeryturę i został powołany do Tajnej Rady w 1662 roku, szczególnie interesował się stanem marynarki wojennej. Rupert zainteresował się także zagranicznymi przedsięwzięciami biznesowymi, zostając pierwszym gubernatorem Kompanii Zatoki Hudsona w 1670 roku. Terytorium przekazane Spółce zostało nazwane na jego cześć „Ziemią Księcia Ruperta”. Był także aktywnym udziałowcem afrykańskiej firmy. Wkład Ruperta w rozwój handlu został zaznaczony przez kamień inskrypcyjny położony pod fundamenty nowej Królewskiej Giełdy. Książę jako admirał brał czynny udział w II i III wojnie angielsko-holenderskiej, odgrywając znaczącą rolę w bitwie pod Lowestoft i zwycięstwie w dniu św. Jakuba (25 lipca 1666). Od 1673 Rupert poświęcił się pracy administracyjnej w Admiralicji. Zmarł w wieku 62 lat w 1682 roku i został pochowany z honorami w Westminster.

Kontynuując zainteresowanie eksperymentami naukowymi, Rupert został jednym z założycieli Towarzystwa Królewskiego. W szczególności eksperymentował z produkcją prochu (proponowana przez niego metoda sprawiła, że proch był 10 razy skuteczniejszy), próbował ulepszyć broń, wynalazł stop znany jako „książęcy metal”, a także opracował urządzenie do, że tak powiem, nurkowanie głębinowe :) Książę sformułował matematyczny problem sześcianu Ruperta, osiągnął znaczące sukcesy jako szyfr, zbudował młyn wodny na bagnach Hackni, opracował instrument morski o nazwie Rupertinoe, wynalazł mechanizm równoważenia kwadrantu do pomiarów na pokładzie statku, starał się ulepszać narzędzia chirurgiczne i był autorem wybitnych rycin.

Jeśli chodzi o życie osobiste, Rupert nigdy się nie ożenił, ale pozostawił dwoje nieślubnych dzieci: syna Dudleya (1666) z Francisa Byrda i córkę Rupert (1673) z aktorki Margaret Hughes (Hughes). Ta ostatnia, dzięki związkom z Rupertem, stała się pierwszą profesjonalną aktorką w teatrze angielskim, w 1669 roku Margaret wraz z aktorami płci męskiej cieszyła się przywilejem „sługi królewskiej” – nie mogła zostać aresztowana za długi. To było bardzo pomocne, ponieważ prowadziła wystawny tryb życia. Podczas ich związku Rupert podarował jej biżuterię wartą 20 tysięcy funtów, a wśród nich rodzinną biżuterię Palatynatów, a także kupił dwór dla Margaret za kolejne 25 tysięcy. Rupert lubił życie rodzinne – lub jego pozory – z radością zauważył, obserwując swoją córeczkę: „Ona już rządzi całym domem, a czasem nawet kłóci się z matką, co nas wszystkich rozśmiesza”. Uważa się, że Margaret została morganatyczną żoną Ruperta. Zapisał swój majątek w równym stopniu jej, jak i swojej córce.