子弹都打不碎的“鲁珀特之泪”，为何一捏尾部就碎了

玻璃是一种很脆弱的材料，但是用玻璃做成的鲁珀特之泪却非常的结实，头部使用铁锤砸也不会被打破。

德国鲁珀特王子送给英国国王查理二世的礼物里，就有这样长尾巴的玻璃珠。

●这就是鲁珀特之泪命名的来历。

》鲁珀特之泪内部充满了极高的压力。

这个压力高达7000个大气压。

7000个大气压就相当于地球最深处马里亚纳海沟水压力的7倍。

汽车轮胎是橡胶做的，之所以能够扛住汽车的钢铁之躯，就是因为内部充满了压力。

轮胎内部的压力越大，汽车轮胎就越硬。

●卡车的轮胎压力可以达到10个大气压。

假如一种轮胎能够承受7000个大气压，那就可以达到鲁珀特之泪的硬度，这个硬度比绝大多数钢铁还要硬。

所以用子弹打到鲁珀特之泪上面的时候，子弹都会碎掉，但是鲁珀特之泪不会碎。

轮胎的橡胶其实是无法对抗轮胎内部的10个大气压的，它要把这种压力转化为沿着轮胎外表面圆周分布的拉应力，而承担这些拉应力的是轮胎里面的钢丝。

●轮胎其实也有好几层，里面都有钢丝，最外层才是橡胶。

当一个融化的玻璃珠滴进冷水里的时候，外表层的先凝固成固体，但是内部还有很高的温度。

外表面收缩会产生一个向内部的径向压力。

●内压力和外表面收缩产生的张力正好平衡。

这和充气的轮胎外表层橡胶的受力情况是一样的。

鲁珀特之泪在冷却的过程中就是这样一层一层的，从外向内冷却，形成了一层一层的高度张拉的极薄的纳米层。

鲁珀特之泪冷却以后，这个力一直存在。

》用正规的学术语言来讲，这叫做“预应力”。

预应力在建筑上用来制造不容易变形的梁，或者是楼板。

●在军事工业上，用来制造高膛压火炮，比如坦克炮以及战列舰的主炮。

以战列舰的主炮为例，最先制造的是最里层的炮管（就是有膛线的那一根），然后制造一根外层套管，这个外钢管的内径要比内层炮管的外径要稍微小一点。

然后加热外层套管，让内层的炮管刚好能够插进外层的套管中。等到外层套管冷却以后，就会对内层的炮管施加巨大的向心收缩力。

●图中战列舰的主炮炮管一共套了4层，并且在中间还缠绕了钢丝。

用这种方法制造的战列舰的炮管，能够承受住火药燃气的巨大压力，不容易变形，不容易开裂。

基本上，所有超高压容器都采取这种方法制造，包括我国10万吨级压力机的液压缸。

》那么，为何鲁珀特之泪尾巴捏断了以后，就会瞬间粉碎呢？

这个问题就涉及到材料的碎裂，仍然是力和力的平衡的问题。

冬天的时候如果窗子上的玻璃冻了一个裂纹以后，就会沿着这个裂纹迅速的扩大。因为在裂纹尖端处就会出现应力集中，通俗的讲就是高压力状态。

●应力集中的地方会向不存在应力集中的地方扩展，最后直到整个材料彻底断裂。

有一些小型飞机的机翼上，如果出现了一个裂纹，临时的修补方法，就是在裂纹的两端处打上两个孔。然后用材料把这两个孔先暂时封闭住。

鲁珀特之泪内部全部是处于高压，全部处于应力集中状态，只不过处在应力平衡的状态。

一旦尾部破裂，该处的应力消失了以后，其他地方的高压应力就会向消失的地方释放。这个过程会在瞬间完成，速度相当于1.7公里每秒。

理论上说，鲁珀特之泪的头部只要足够的压力，仍然可以让其表面破损，一旦表面某处破损了以后仍然会瞬间碎裂，和捏住鲁珀特之泪尾部碎裂一样。