Shahzoda Rupertning portlashi. Shahzoda Rupertning sirli tomchilarining siri ochildi. Rupert tomchisining portlovchi porlashi

Ko'rinishidan, boshi piyozsimon va uzun, ingichka dumi bo'lgan tadposhga o'xshaydi. Bosh shunchalik kuchliki, u bolg'a zarbasiga bardosh bera oladi va masofadan otilgan o'qlar zarba paytida yo'q qilinadi - ha, bu shisha emas, balki o'qlar. Biroq, agar siz barmog'ingiz bilan tomchining dumini silkitsangiz, u butun tomchini, shu jumladan qattiq shisha boshini kukunga aylantiradi.

Shahzoda Rupertning tomchilari (shuningdek, "Batavia ko'z yoshlari" va "Boloniya kolbalari" deb nomlanadi) suyuq shishani sovuq suvga tushirish natijasida hosil bo'ladi, bu tomchining tashqi yuzasi darhol qotib qoladi va ichidagi shisha erigan holda qoladi. Sovutilgan tashqi qatlam qisqarishga harakat qiladi, erigan ichki qatlam esa kengayishga harakat qiladi. Kristallanish jarayonida tomchi boshiga ta'sir qiluvchi qarama-qarshi kuchlar uni bir vaqtning o'zida g'ayrioddiy kuchli va mo'rt qiladi. Bu tosh kamarga o'xshaydi - struktura haddan tashqari kuchlanish ostida, bu uning parchalanishiga to'sqinlik qiladi. Ammo agar siz burchak toshini olib tashlasangiz, arch qulab tushadi.

Shahzoda Rupertning tomchilari birinchi marta 1640-yillarda Germaniyada topilgan. Ular dastlab Meklenburgda (Shimoliy Germaniya) shisha ishlab chiqaruvchilar tomonidan yaratilgan va butun Evropa bo'ylab o'yinchoqlar va qiziqishlar sifatida sotilgan, u erda ular "Prussiya ko'z yoshlari" yoki "Gollandiyalik ko'z yoshlari" kabi turli xil nomlar bilan atalgan. Shisha ishlab chiqaruvchilar o'zlarining sirlarini sinchkovlik bilan himoya qilishdi, bu tomchilar qanday qilinganligi haqida bir qator nazariyalarga olib keldi.

Angliyalik havaskor olim, gersoginya Margaret Kavendish o'z laboratoriyasida o'nlab namunalar bilan bir necha hafta davomida tajriba o'tkazgandan so'ng, tomchi boshiga oz miqdorda uchuvchi modda kiritilgan degan xulosaga keldi va u havoga ta'sir qilganda kuchli reaksiyaga kirishdi. .

1660 yilda Pfalz shahzodasi Rupert, Kumberlend gertsogi va Qirollik jamiyati asoschilaridan biri olimlar va qirol Charlz II ga namoyish qilish uchun o'zi bilan bir nechta shisha tomchilarni olib keldi. Siz allaqachon taxmin qilganingizdek, ular uning nomi bilan atalgan.

Tajribalarni jamoatchilik vakillariga o'tkazish uchun mas'ul bo'lgan Robert Xuk muhim yutuqni amalga oshirdi, ammo mexanikani to'liqroq tushungan bo'lsa-da, tomchilarning g'alati xossalariga suvga botgandan keyin shishaning sovishi sabab bo'ldi. faqat uch asrdan keyin mavjud bo'lmadi.

Faqat 1994 yilga kelib, Purdue universiteti va Kembrij universiteti olimlari tomchilarning parchalanishini kuzatish uchun yuqori tezlikda tasvirlashdan foydalangan holda, har bir tomchining yuzasi yuqori bosimli yuk ostida, ichki qismi esa yuqori bosim ostida bo'lgan degan xulosaga kelishdi. kuchlanish kuchlari - dumni sindirish orqali osongina buzilishi mumkin bo'lgan notekis muvozanat holatida. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, bulbous bosh kvadrat santimetr uchun 7000 kilogrammgacha bo'lgan siqish kuchlariga bardosh bera oladi. Shuningdek, halokatli yoriqlar dum va bosh bo‘ylab hayratlanarli tezlikda soatiga 6500 kilometr tarqalayotgani taxmin qilingan.

Keyinchalik, Estoniyadagi Tallin texnologiya universiteti bilan hamkorlikda tadqiqotchilar tomchini sindirish uchun uning ichki kuchlanish zonasiga kira oladigan yoriq yaratish kerakligini aniqladilar. Tashqi siqish qatlami juda nozik: u tomchi boshi diametrining atigi 10 foizini tashkil qiladi, lekin u nihoyatda kuchli. Sirt yoriqlari odatda sirtga parallel ravishda o'sib borayotganligi sababli, ular kuchlanish zonasiga kira olmaydi. Ammo quyruq yorilib ketsa, yoriqlar stress zonasiga kiradi va barcha saqlangan energiyani chiqaradi, bu esa tomchining qulashiga olib keladi.

Odatda avtomobillar va mobil telefonlarda ishlatiladigan temperli shisha xuddi shu printsip asosida ishlab chiqariladi. Sovuq havo bilan tezda eritilgan shaklga soviydi, bu esa sirt har doim siqilgan holda qolishiga imkon beruvchi ichki kuchlanishni yaratadi. Siqish yoriqlar o'sishiga to'sqinlik qiladi, lekin shisha nihoyat sindirilganda, u minglab mayda bo'laklarga bo'linadi. Shuning uchun avtomobil old oynalari zarbadan keyin mayda bo'laklarga bo'linadi, lekin ular zarrachalarning avtomobil ichki qismiga kirishiga va yo'lovchilarning shikastlanishiga yo'l qo'ymaydigan maxsus yopishtiruvchi qatlam bilan qoplangan.

Purdue universitetidan Koushik Vishvanatan: "Korilish kuchlanishi odatda qog'oz varag'ini yirtib tashlashga o'xshash tarzda materiallarning ishdan chiqishiga olib keladi". "Ammo agar siz kuchlanish kuchlanishini siqish stressiga o'zgartirsangiz, unda siz yoriqlar o'sishini qiyinlashtirasiz va bu Prince Rupert Dropning boshida sodir bo'layotgan narsadir."

Bataviy ko'z yoshlari yoki Boloniya flakonlari, shuningdek, shahzoda Rupertning tomchilari - bu juda bardoshli xususiyatlarga ega bo'lgan temperli shishaning muzlatilgan tomchilari. Ularni Angliyaga 17-asr oʻrtalarida Pfalz shahzodasi Rupert olib kelgan. Keyin ular olimlarning diqqatini tortdi.

13885 1 3 19

Ehtimol, bunday shisha tomchilar shisha puflovchilarga qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lgan, ammo ular olimlarning e'tiborini juda kech tortgan: 17-asrning o'rtalarida. Ular Evropada paydo bo'lgan (turli manbalarga ko'ra, Gollandiya, Daniya yoki Germaniyada). "Ko'z yoshlari" qilish texnologiyasi sir saqlangan, lekin aslida u juda oddiy bo'lib chiqdi.

Agar siz eritilgan stakanni sovuq suvga tashlasangiz, siz uzun, kavisli quyruqli tadpol shaklidagi tomchi olasiz. Shu bilan birga, tomchi ajoyib kuchga ega: siz uning "boshini" bolg'a bilan urishingiz mumkin va u buzilmaydi. Ammo quyruqni sindirib tashlasangiz, tomchi bir zumda kichik bo'laklarga tarqaladi.

Yuqori tezlikda suratga olish yordamida yozib olingan kadrlar "portlash" ning old qismi tomchi bo'ylab yuqori tezlikda harakatlanayotganini ko'rsatadi: 1,2 km / s, bu tovush tezligidan deyarli 4 barobar ko'p.

To'satdan sovutish natijasida shisha tushishi kuchli ichki stresslarni boshdan kechiradi, bu esa bunday g'alati xususiyatlarni keltirib chiqaradi. Tomchining tashqi qatlami shunchalik tez soviydiki, shisha strukturasi o'zini qayta tartibga solishga vaqt topolmaydi. Yadro cho'zilgan, tashqi qatlam esa siqilgan. Temperlangan shisha xuddi shunday tarzda olinadi - ammo uning qobig'ini osongina sindirishi mumkin bo'lgan dumi yo'q.

Sizni odatda shahzoda Rupertning tomchilari (yoki ko'z yoshlari) deb ataladigan shishaning qiziqarli xususiyatlaridan biri bilan tanishtirishga ruxsat bering. Agar siz eritilgan stakanni sovuq suvga tushirsangiz, u uzun ingichka quyruqli tomchi shaklida qattiqlashadi. Tez sovutish tufayli tomchi qattiqlikni oshiradi, ya'ni uni maydalash unchalik oson emas. Ammo agar siz bunday shisha tomchining yupqa dumini sindirib tashlasangiz, u darhol portlab, eng yaxshi shisha changni o'z atrofiga sochadi.

Bugungi kunda Gollandiyalik ko'z yoshlarining "ishlash" mexanizmi to'liq o'rganilgan. Agar eritilgan shisha sovuq suvga tushib qolsa, u tezda qotib qoladi va aql bovar qilmaydigan mexanik stressni to'playdi. Keling, tashqi qatlamni va tomchidagi ichki yadroni shartli ravishda ajratamiz. Tomchi sirtdan soviydi va uning tashqi qatlami qisqaradi va hajmi kamayadi, yadro esa suyuq va issiq bo'lib qoladi.

To'p ichidagi harorat tushgandan so'ng, yadro qisqara boshlaydi. Biroq, allaqachon qattiq tashqi qatlam jarayonga qarshilik ko'rsatadi. Molekulyar tortishish kuchlari yordamida u yadroni qattiq ushlab turadi, u sovutilganda erkin soviganidan ko'ra kattaroq hajmni egallashga majbur bo'ladi.

Natijada, tashqi qatlam va yadro o'rtasidagi chegarada kuchlar paydo bo'lib, tashqi qatlamni ichkariga tortadi, unda bosim kuchlanishlarini va ichki yadroni tashqariga chiqarib, unda kuchlanish kuchlanishlarini hosil qiladi. Juda tez sovutish paytida bu stresslar juda muhim. Shunday qilib, to'pning ichki qismi tashqaridan ajralib chiqishi mumkin, so'ngra tomchida qabariq paydo bo'ladi.

Agar yirtiqning sirt qatlamining yaxlitligi buzilgan bo'lsa, kuchlanish kuchi darhol chiqariladi. Muzlatilgan shisha tomchining o'zi juda kuchli. U bolg'a zarbasiga osongina bardosh bera oladi. Biroq, agar siz uning dumini sindirsangiz, u shunchalik tez qulab tushadiki, u shisha portlashiga o'xshaydi.

Sergey Rijikov

2008-2010 yillarda Moskva davlat universiteti fizika fakultetining katta ko'rgazmali auditoriyasida Sergey Borisovich Rijikovning fizik tajribalar namoyishi bilan ma'ruzalari o'tkazildi. M. V. Lomonosov.

Biz bu keng tarqalgan e'tiqodning asl manbasini hech qachon topa olmadik: bir varaq qog'ozni yetti martadan (ba'zi manbalarga ko'ra sakkiz) ikki marta buklab bo'lmaydi. Ayni paytda, joriy katlama rekordi 12 marta. Eng ajablanarlisi shundaki, bu "bir varaqning topishmoq" ni matematik jihatdan asoslagan qizga tegishli.

Aleksandra Skripchenko

Matematik Aleksandra Skripchenko bilyard dinamik tizim sifatida, ratsional burchaklar va Puankare teoremasi haqida.

Giulio M. Ottino

Yopishqoq suyuqlikning oddiy ikki o'lchovli davriy harakati xaotik bo'lib qolishi mumkin, natijada samarali aralashtirish sodir bo'ladi. Tajribalar va kompyuter simulyatsiyalari ushbu hodisaning mexanizmini aniqlaydi.

Tezyurar liftlarda g‘alati jismoniy tuyg‘ularni boshdan kechirgan bo‘lishingiz mumkin: lift yuqoriga ko‘tarila boshlaganda (yoki pastga harakatlanayotganda sekinlashganda) siz polga bosilib qolasiz va sizga bir lahzalik og‘irlashgandek tuyuladi; va yuqoriga ko'tarilayotganda (yoki pastga harakatlanayotganda) tormozlanish paytida, liftning tagligi tom ma'noda oyoqlaringiz ostidan yo'qoladi. Siz o'zingiz, ehtimol, buni sezmasdan, inertial va tortishish massalarining ekvivalentligi printsipining ta'sirini boshdan kechirmoqdasiz. Lift yuqoriga ko'tarilganda, u lift bilan bog'liq bo'lmagan inertial (tezlashtiruvchi) ramkada tortishish tufayli tezlashuvga qo'shiladigan tezlashuv bilan harakat qiladi va sizning vazningiz ortadi. Biroq, lift "kruiz tezligi" ga yetishi bilanoq, u bir tekis harakatlana boshlaydi, og'irlikdagi "orttirish" yo'qoladi va sizning vazningiz odatdagi qiymatingizga qaytadi. Shunday qilib, tezlashtirish tortishish bilan bir xil ta'sir ko'rsatadi.

Jismoniy jismning bir o'lchovdagi harakati boshqa ikki o'lchovdagi harakatiga bog'liq emas. Masalan, to'pning uchish yo'li ikkita mustaqil harakat traektoriyasining birikmasidir: to'pga berilgan tezlik bilan bir xil gorizontal harakat va tortishish kuchi ta'sirida bir xil tezlashtirilgan vertikal harakat.

Vladimir Pavlov

Kirish tushunchalari. Fizikaning maqsadi. Asosiy tamoyillar va tushunchalar. Fazo-vaqt tushunchasi. Fazo-vaqt simmetriyasining tamoyillari. Dinamik printsip. Harakat. Lagrange funktsiyasi. Eyler-Lagranj tenglamalari. Saqlanish qonunlari. Noter teoremasi. Energiya, impuls, moment. Kepler muammosi. Modellar. Gamilton formalizmi. Legendre namoyishi. Gamilton funktsiyasi. Gamilton tenglamalari. Poisson qavs. Mexanikaning o'zgarmas formulasi.

Tana harakatlana boshlagach, u harakatni davom ettirishga intiladi. Nyutonning mexanikaning birinchi qonunida shunday deyilgan: agar jism harakatlanayotgan bo'lsa, u holda tashqi ta'sirlar bo'lmasa, u tashqi kuch ta'siriga tushgunga qadar to'g'ri chiziqli va bir xil harakatda davom etadi. Ushbu tendentsiya chiziqli momentum deb ataladi. Xuddi shunday, o'z o'qi atrofida aylanadigan jism, aylanishni tormozlovchi kuchlar bo'lmasa, aylanishni davom ettiradi, chunki aylanadigan jism burchak momenti yoki qisqacha, burchak momentum yoki burchak momentum shaklida ifodalangan ma'lum miqdordagi harakatga ega. .

Galileo Galiley - ular munosib shon-sharafga ega bo'lmagan narsa bilan mashhur bo'lgan odamlardan biri. Bu italiyalik tabiatshunos o'z umrining oxirida inkvizitsiya tomonidan bid'atda gumonlanib sudlangani va Yerning Quyosh atrofida aylanishi haqidagi e'tiqoddan voz kechishga majbur bo'lganini hamma eslaydi. Aslida, bu sinov fan rivojiga deyarli ta'sir ko'rsatmadi - ilgari Galiley tomonidan o'tkazilgan tajribalar va u ushbu tajribalar asosida qilgan xulosalaridan farqli o'laroq, bu mexanikaning fizika sohasi sifatida yanada rivojlanishini oldindan belgilab berdi. fan

Nyuton qonunlari, ularga qanday qarashingizga qarab, klassik mexanikaning boshlanishi yoki oxirining boshlanishini ifodalaydi. Har holda, bu fizika fani tarixidagi burilish nuqtasi - fizikaviy nazariya doirasida jismoniy jismlarning harakati to'g'risidagi o'sha tarixiy daqiqagacha to'plangan barcha bilimlarning ajoyib to'plami, hozirda klassik mexanika deb ataladi. Aytishimiz mumkinki, Nyutonning harakat qonunlari zamonaviy fizika va umuman tabiiy fanlar tarixini boshladi.

17-asrda yashagan ingliz zodagonlari izlanuvchan boʻlib, ilm-fandan qochmaganlar. Qirol Charlz II hatto simyoga bo'lgan ishtiyoqidan vafot etdi: bizning davrimizda simob uning sochlarida hayotga mos kelmaydigan konsentratsiyada topilgan. Charlz II ning amakivachchasi shahzoda Rupert nazariy va amaliy ilmiy mo''jizalarga bo'lgan ishtiyoqi bilan mashhur edi.

Aynan shu shahzoda Rupert, shuningdek, Dyuk Ruprecht fon der Pfalz nomi bilan tanilgan, Londonga uzun kavisli dumlari bo'lgan tomchi shaklidagi shisha quymalarni olib kelgan. Ularni qirolga sovg‘a sifatida taqdim etar ekan, Rupert bu yaqinda nemis ixtirosi ekanligini va shisha tomchilarning mustahkamligi po‘latning mustahkamligidan oshib ketishini aytdi.

Rupert jaholatni bahona qilib, ishlab chiqarish usulini qiroldan yashirdi. Garchi endi biz tushunamiz: shahzoda faqat kattaroq sir uchun jim bo'ldi ...

Charlz II olingan tomchilarni tahlil qilish uchun Qirollik ilmiy jamiyatiga berdi. Shu paytdan boshlab, Rupert tomchilarining ulug'vorligi boshlandi.

Rupert tomchisining xususiyatlari

Biroq, Rupertning shisha tomchilarining kuchi notekis edi. Tomchining boshi har qanday zarbaga bardosh bera olsa-da, quyruq - ayniqsa dumning uchi - juda zaif edi. Eng g'alati narsa shundaki, quyruqning yo'q qilinishi butun shisha to'qimalarining bir zumda parchalanishiga olib keldi! Bundan tashqari, u eng kichik bo'laklarning bir zumda tarqalishi bilan portlovchi tarzda parchalanadi!

Qirollik ilmiy jamiyati a'zolari barcha mavjud joylarga noodatiy oynaning tabiati haqida so'rab xatlar jo'natdilar. London zodagonlari orasida g'ayrioddiy o'yinchoqning mashhurligi o'sishni boshladi. Shahzoda Rupert yaxshi biznes qildi, ajoyib shisha tomchilarni yuqori narxda sotish yoki qiziqarli sovg'alar bilan aloqalarni mustahkamlash.

Tez orada vaziyat oydinlasha boshladi...

Rupertning tomchilari...?

Gollandiyaliklardan olingan ma'lumotlarga ko'ra, daniyaliklar Rupertning tomchilari bilan nemislardan oldin o'ynashni boshlaganlar - ammo bardoshli shisha quyma yasash siri Daniyaga Italiyadan kelgan. Butun Evropaning janubi ularni "Boloniya flakonlari" deb biladi va shisha tomchilarni tayyorlashda murakkab narsa ko'rmaydi.

Rupertning tomchilari juda oson!

Bir qator tajribalarni o'tkazgandan so'ng, London Qirollik jamiyati olimlari aniqladilar: eng muvaffaqiyatli Rupert tomchilarini olish uchun shisha iloji boricha toza bo'lishi kerak va to'liq yumshatilish darajasidan yuqori bo'lmagan qizdirilishi kerak - aks holda tomchi tushadi. suv yoriqlar bilan qoplanadi.

Biz bundan mamnun edik ...

Rupertning tomchilariga zamonaviy qarash

Haroratni samarali ravishda pasaytiradigan muhitda shisha tomchisining tez sovishi tananing tashqi qatlamlarining siqilishiga, quyma hali ham issiq yadroning bir vaqtning o'zida cho'zilishi bilan massaning siqilishiga olib keladi.

Rupertning yiqilishining kuchi cheksiz emas, va an'anaviy texnologiyalar yordamida ishlab chiqarilgan shishadan atigi to'rt baravar kuchli. Biroq, mustahkamlik ko'rsatkichlari shisha zaryadining tarkibiga juda bog'liq va qattiqlashtirilgan va tomchi shaklidagi zich kvarts shishasi haqiqatan ham zarb bolg'asining zarbalariga bardosh berishga qodir.

Ammo Rupertning tomchilarini yupqa, mo'rt dumga urmasangiz!

Rupertning Dropini sindirish

Aytgancha, qadimgi Evropada Rupertning mazmuni tezda qiziqarli qiziqishlar toifasidan xavfli o'yin-kulgilar toifasiga o'tdi.

Zamonaviy eksperimentchilar Rupert tomchilari bilan tajribalarni to'xtatmaydilar. Shisha tomchilarini miltiqdan otish bilan yo'q qilishga urinishlar ayniqsa ajoyib. Yumshoq qo'rg'oshin o'q temirchining bolg'asi kuchidan sezilarli darajada kattaroq kuch bilan Rupert tomchisining boshiga tegadi, ammo o'q temperli oynani sindira olmaydi.

Shisha massasida paydo bo'ladigan zarba to'lqini Rupert tushishining ingichka dumi uchun halokatli bo'lib chiqadi. Vibratsiyali impuls yupqa shishadan o'tganda, tez kengayadigan yoriqlar paydo bo'ladi. 1 km / s dan ortiq tezlikda, yoriqlar tomchi tanasi bo'ylab o'sadi, ko'payadi, kengayadi va aslida shishani portlatib yuboradi.

Rupert tomchisining portlovchi porlashi

Parchalanuvchi Rupert tomchisining tribolyuminesansning mavimsi-qizil chaqnashlari zaif elektr razryadlari bilan qo'zg'atilgan atmosfera gazlari atomlarining porlashidir. Elektr energiyasi molekulalar tomonidan ishlab chiqariladi

Shahzoda Rupertning Blobi yangi shisha puflovchi tomonidan yaratilgan shisha chanoqqa o'xshaydi, lekin u shunchalik kuchliki, hatto bolg'a bilan ham sindirib bo'lmaydi. Biroq, uni "quyruq" ga engil urish kifoya qiladi va u kukunga aylanadi. Olimlar qariyb 400 yil davomida bu tushunarsiz fazilatlarning sababini topishga harakat qilishdi va endi Kembrij universiteti va Estoniyaning Tallin texnologiya universiteti tadqiqotchilari guruhi nihoyat javob oldi.

Bataviya ko'z yoshlari yoki shahzoda Rupertning tomchilari birinchi marta 17-asrda paydo bo'lgan va Bavariya shahzodasi Rupert Angliya qiroli Charlz II ga ushbu arqonlardan beshtasini sovg'a qilganida mashhur bo'lgan. Ular 1661 yilda Qirollik jamiyatiga o'rganish uchun topshirilgan, ammo deyarli to'rt asrlik tadqiqotlarga qaramay, ularning g'alati fazilatlari uchun tushuntirish endigina topildi. Tomchilar yuqori termal kengayish koeffitsienti bilan eritilgan shishadan tayyorlanadi va sovuq suvli idishga tushadi. Eritilgan shisha bir zumda xarakterli tomchi shaklida muzlaydi.

Shahzoda Rupertning tomchilarini o‘rganish uchun olimlar qutblangan yorug‘lik o‘tishini ta’minlash uchun shaffof 3D ob’ektni cho‘milish vannasiga joylashtirish usulidan foydalanishdi. Ob'ekt ichidagi yorug'likning polarizatsiyasidagi o'zgarishlar kuchlanish chiziqlariga to'g'ri keladi. Tallin va Kembrij fiziklarining 1994 yilga borib taqalgan avvalgi ishlari sekundiga deyarli million kadr tezlikda portlovchi tomchini suratga olishdan iborat edi. Videoda siz "quyruq" shikastlangandan so'ng, yoriqlar soatiga taxminan 6500 kilometr tezlikda tomchilab tomchilab tarqalishini ko'rishingiz mumkin.

Yangi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, tomchining "boshidagi" shishaning siqish kuchlanishi har kvadrat dyuym uchun taxminan 50 tonnani tashkil etadi, bu esa uni po'lat kabi mustahkam qiladi. Buning sababi, tomchining tashqi qismi ichkariga qaraganda tezroq soviydi. Shunday qilib, tomchining "boshi" ning markaziga katta bosim kiritiladi, bu esa cho'zish bilan qoplanadi.

Bu kuchlar muvozanatda qolar ekan, tomchi juda kuchli va sezilarli yuklarga bardosh bera oladi. Ammo "quyruq" shikastlangan bo'lsa, bu muvozanat buziladi va ko'plab kichik yoriqlar uning o'qiga parallel ravishda tarqaladi. Bu shunday yuqori tezlikda sodir bo'ladiki, u portlashga o'xshaydi.