Капля принца Руперта — странное стекло, которое выдерживает удар молотка

Ольга Фролова.

       Пресс сжимает маленькую, хрупкую каплю стекла. Кажется, еще секунда, и она, разбившись на миллионы осколков, разлетится во все стороны. Но ничего подобного не происходит. Что это? Смоделированный при помощи специальной программы фантастический ролик или реальная съемка? Разве может стеклянная капля быть прочнее металла? Оказывается, может, если это не обычна капля, а капля самого принца Руперта.

Такое стеклянное тело может выдержать давление пресса или удар молотка без какого-либо повреждения. Но у нее есть одно слабое место, зная которое, можно с легкостью разрушить необычайно ударостойкую стеклянную каплю. Стоит лишь надломить ее длинный хвостик, как вся капля разлетается вдребезги.

Капли принца Руперта, или, как их еще называют, батавские слёзки — это не что иное, как обычное стекло, застывшее определенным образом, и поэтому оно имеет уникальные свойства. История появления этих капель уходит в глубину веков, и даже не до конца понятно, кто первым изобрел это чудо: ученые в лаборатории или профессиональные стеклодувы. Капли стекла подобной формы получаются, если стекло остывало не на воздухе, а в холодной воде.

Считается, что они впервые были получены в Батавии (латинское название Нидерландов), поэтому и приобрели название «батавские слёзки». Так или иначе, но весть о необычных стеклянных каплях быстро разлетелась по Европе. В Англию это необычное стекло было привезено Рупертом Пфальцским, политическим деятелем XVII века, который принимал участие во многих важных событиях как в Европе, так и в Америке.

Способ получения стеклянных капель принца Руперта долгое время был неизвестен широкой публике. Их странные свойства впечатляли людей, многие считали их чем-то мистическим. И даже после того, как секрет их получения был раскрыт, причина их необычной прочности оставалась загадкой. И лишь спустя столетия ученые смогли объяснить, что же происходит внутри этого загадочного кусочка стекла.

Попадая в ледяную воду, разогретое до 600ºС стекло начинает стремительно охлаждаться. Сначала остывает и сжимается внешний слой стекла, образуя своеобразную оболочку. При этом внутренняя жидкая часть капли остывает медленнее, и такого сильного сжатия не происходит, а между ней и оболочкой возникает сильное напряжение. Именно это напряжение и сопротивляется внешнему давлению, не давая удивительной капле треснуть под воздействием пресса или удара. Но стоит отломить длинный «хвост» капли, как волшебство заканчивается: вся капля разлетается вдребезги из-за нарушения целостности оболочки.

Но батавские слёзки — это не просто чудесная демонстрация физических процессов, но и весьма интересное явление, которое нашло применение в промышленности. Закаленное стекло, обладающее повышенной прочностью к ударам, а также значительной термостойкостью, получают аналогичным образом. Обычное стекло в форме листа, разогретое до высоких температур, мгновенно охлаждается воздухом с низкой температурой. Именно такой способ получения и придает ему невероятную прочность.