10. 魯珀特之淚
揮灑熔融的玻璃，潑灑成蝌蚪狀的淚滴，即為“魯珀特之淚”。它的外形圓潤，其端堅硬異常，敲打不碎，但只需輕觸其細長尾部，整個淚珠便會轟然粉碎，化作無數碎片。
這種特性源自於其表面的壓應力，使其抵禦外力時力大無比。然而，玻璃內部卻承受着與之相反的“張應力”，原子間相互拉扯，猶如隨時待發的爆彈。一旦表面的壓力失衡，如尾部的輕微凹陷，內部的張力便會瞬間釋放，導致玻璃原子回彈，引爆整顆淚珠。
9. 強化玻璃
吸取了魯珀特之淚的原理，汽車工業發明了強化玻璃，其表層經過急速冷卻，產生了類似的壓應力。當遭受碰撞時，這種玻璃會碎裂成無數小碎片，避免了尖鋭的碎片造成的人員傷亡。
而膠合玻璃則在強化玻璃的基礎上加入了一層塑膠，將其碎片粘合在一起。類似於防彈玻璃，它利用塑膠的韌性分散衝擊力，讓子彈難以穿透，有效保護駕乘人員安全。
8. 玻璃的透明性
玻璃的透明性帶來了無限的可能性，它構成了我們視野的窗户，讓我們不受雨雪風霜的阻隔，又能享受陽光的温暖。店鋪的櫥窗展示着商品，讓顧客一覽無餘。而玻璃鏡面更是塑造我們自我的基石，見證着我們的成長與變化。
7. 玻璃的用途
瑣碎的生活中，玻璃無處不在。放大鏡讓我們窺探微觀世界，望遠鏡帶我們遨遊宇宙之境。螞蟻在地下構建着玻璃迷宮，細菌在水中搭起玻璃橋樑。玻璃已成為人類世界的獨特標誌，拓展了我們的感官，豐富了我們的生活。
然而，我們卻對玻璃缺乏愛意，它透明且單調，缺少個性。只有那些色彩斑斕、造型奇特的裝飾性玻璃才能引起我們的注意。但最實用的玻璃卻往往是最乏味的，因為它們越是隱形，越能被我們忽略。
6. 玻璃的歷史價值
玻璃在人類歷史中佔據着重要的地位，記錄了過往的文明與技術。地震儀藉助玻璃的靈敏性感知地下震動，及時發出的警報讓我們得以避險。玻璃回收不僅減輕了垃圾負擔，還節約了能源並減少了碳排放。
5. 玻璃的脆弱性
玻璃的脆弱性讓我們又愛又恨，它的破裂往往伴隨着恐慌和憤怒，但我們很少會為此感到悲傷。因為玻璃太常見的，它隨處可見，以至於讓我們習以為常。正是這種被視為理所當然的特質，讓我們忽視了它的珍貴。
4. 玻璃和文化
玻璃在文化中一直扮演着重要的角色。在光線的世界裏，它無處不在，但在我們的意識中卻若隱若現。本文摘自《10種物質改變世界》，由天下文化出版。
3. 玻璃製品
一塊玻璃，通過巧妙的加工和組合，可以成為一件件精美的藝術品。從古羅馬的彩色玻璃磚到現代的玻璃雕塑，它們都是玻璃匠人智慧與技藝的結晶。而玻璃製品也為我們的生活增添了色彩和趣味，無論是日常用品還是藝術珍藏，都充斥着玻璃的身影。
2. 玻璃的製造
玻璃的誕生離不開窯爐和高温的熔鍊。經過一系列複雜的化學反應，石英沙、蘇打和石灰等原料融化成玻璃液，冷卻後形成固體狀的玻璃。而玻璃的形狀和顏色可以通過模具的控制和添加不同金屬氧化物來實現。
1. 玻璃的定義
玻璃是一種非晶態的固體材料，是由硅酸鹽熔融後冷卻形成的。它的主要成分是硅氧四面體，一個硅原子與四個氧原子形成穩定的四面體結構，構成玻璃的基本框架。玻璃沒有固定的形狀或結構，它可以根據容器或模具的形狀自由地流動和成形。
魯珀特之淚：玻璃的韌性和脆性的奧秘
定義
魯珀特之淚（Rupert’s Drop）是一種奇特的玻璃物體，由熔融玻璃滴入冷水中形成。它具有令人驚訝的韌性，但尾部輕微的壓力會導致它突然破裂成細小的碎片。
歷史
魯珀特之淚得名於 17 世紀的萊茵帕拉丁魯珀特親王。據説，親王在與國王查理二世進行科學實驗時製造出了第一個魯珀特之淚。
形成
魯珀特之淚的形成是一個快速的冷卻過程。當熔融玻璃滴入冷水中時，外部迅速冷卻並收縮，形成一個堅硬的表層。同時，內部仍然熔融，在冷卻時會略微膨脹。這種內外力的不平衡會在淚滴的尾部產生一個高應力區域。
物理性質
魯珀特之淚具有以下獨特的物理性質：
| 性質 | 原因 |
|---|---|
| 表面極硬 | 快速冷卻形成緻密的硅氧網絡 |
| 尾部極脆 | 內外應力不平衡 |
| 尾部受力破裂 | 應力集中導致玻璃斷裂 |
| 破碎成細小碎片 | 快速釋放應力 |
表 1：魯珀特之淚的物理性質
韌性與脆性
魯珀特之淚同時展現了玻璃的韌性和脆性。其表面極其堅硬，足以承受壓力和撞擊。但是，尾部的輕微壓力就會導致它突然破裂，表現出脆性的特徵。
應力分佈
通過計算機模型，科學家已經揭示了魯珀特之淚的應力分佈。結果表明，應力集中在尾部，而表面則處於張力應力狀態。當尾部受力時，應力集中會超過玻璃的強度極限，導致玻璃斷裂。
應用
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魯珀特之淚
儘管魯珀特之淚最初是一個科學奇觀，但在一些領域也找到了實際應用：
- 光纖切割：魯珀特之淚可以通過在尾部施加壓力來準確切割光纖。
- 電子設備的抗震性：魯珀特之淚的原理可用於設計抗震的電子設備。
- 醫療器械：魯珀特之淚在顯微手術中可以用作精細切割工具。
結論
魯珀特之淚是一種令人著迷且具有教學意義的物質，展示了玻璃的獨特性質。它同時具備韌性和脆性，尾部的應力集中使其容易在輕微壓力下破裂。魯珀特之淚多年來一直吸引著科學家的研究，並且在各種領域發現了實際應用。