Duke Ruperts holländische Tränen

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Wenn Sie geschmolzenes Glas in kaltes Wasser fallen lassen, verfestigt es sich in Form einer Träne mit einem langen, dünnen Schwanz. Wenn Sie den Schwanz eines solchen Glasrisses abbrechen, explodiert er sofort und verstreut feinsten Glasstaub.

Glasrisse wurden 1625 in Deutschland erfunden. Im 17. Jahrhundert glaubte man, dass Glasrisse tatsächlich in Holland erfunden wurden, so dass sie fälschlicherweise "Niederländisch" genannt wurden.

In Großbritannien wurden Glastränen durch den britischen Herzog Rupert von der Pfalz berühmt. Er präsentierte sie König Karl II., der sie wiederum der Royal Scientific Society zur Erforschung vorlegte. Zu Ehren des Herzogs wurden Glastränen "Ruperts Tropfen" genannt. Die Herstellungsweise der Tropfen von Duke Rupert wurde lange Zeit geheim gehalten. Sie wurden an alle verkauft, wie lustige Spielzeuge.

Heute ist der Mechanismus der niederländischen Tränen "Arbeit" gründlich untersucht worden. Gelangt geschmolzenes Glas in kaltes Wasser, erstarrt es schnell und baut eine unglaubliche mechanische Belastung auf. Lassen Sie uns die äußere Schicht und den inneren Kern im Tropfen bedingt auswählen. Der Tropfen kühlt von der Oberfläche ab, seine äußere Schicht wird komprimiert und im Volumen reduziert, während der Kern flüssig und heiß bleibt.

Nachdem die Temperatur im Inneren der Kugel sinkt, beginnt der Kern zu schrumpfen. Die bereits feste äußere Schicht wird dem Prozess jedoch widerstehen. Mit Hilfe intermolekularer Anziehungskräfte hält es zäh den Kern, der beim Abkühlen gezwungen ist, ein größeres Volumen einzunehmen als bei freier Abkühlung.

Als Ergebnis treten Kräfte an der Grenze zwischen der Außenschicht und dem Kern auf, die die Außenschicht nach innen ziehen und Druckspannungen darin erzeugen, und den Innenkern nach außen, wodurch Zugspannungen darin gebildet werden. Diese Spannungen sind sehr signifikant, wenn zu schnell abgekühlt wird. Damit kann die Innenseite der Kugel von der Außenseite abbrechen, und dann bildet sich im Tröpfchen eine Blase.

Wenn die Integrität der Oberflächenschicht der Träne verletzt wird, wird die Zugkraft sofort freigesetzt. Das erstarrte Glaströpfchen selbst ist sehr stark. Es hält Hammerschlägen problemlos stand. Zerbricht man jedoch seinen Schwanz, kollabiert er so schnell, dass er eher wie eine Glasexplosion aussieht.