Skleněné slzičky

26. červen 2013 | 06.00 |

Prastará fyzikální pomůcka je v době internetu znovu objevena. Používali ji u nás vyučující fyziky už ve 30. letech minulého století, kdy si je dokonce mohli objednat z katalogu knihkupectví JČMF. Skleněná slzička po ulomení svého dlouhého ocásku prudce exploduje za vzniku stotisíce miniaturních úlomků. Pokud vám je skláři dnes vyrobí, buďte při manipulaci s nimi velmi opatrní a chraňte si zejména své oči.

Skleněné slzičky jsou v literatuře označovány jako boloňské skleněné slzy či batavské kapky.  Na internetu jsem je našel pod německým termínem glastropfen či anglickým Prince Rupert Drop.

Výroba těchto kapek je doložena už  kolem roku 1625 v Meklenbursku v severním Německu, Nicméně jejich původ je asi holandský, o čemž svědčí původní názvy Larmes bataviques nebo lacrymae Batavicae (holandské slzy). Výroba těchto kapek byla pak rozšířena po celé Evropy jako zdroj zábavy. Princ Rupert je údajně přivezl v roce 1660 králi Karlu II. S kapkami experimentoval a o pochopení jejich principu se snažil i Robert Hook, který objevil zákon dnes nazývaný jeho jménem. Princip vzniku exploze kapky je znám až od roku 1920 v práci A. A. Griffitha.

Skleněné slzičky vznikají zahřátím skla na teplotu přes 600 °C, kdy z něj odkápnutá kapka se prudce ochladí při svém pádu do vody či oleje. V kapalině sklo prudce ztuhne a obvykle vytvoří dlouhý a tenký ocásek. Voda rychle ochlazuje roztavené sklo na vnější straně kapky, zatímco vnitřní část skla zůstává podstatně teplejší. Když se sklo na vnitřní straně nakonec ochladí, dojde ke zkrácení již pevné vnější části. Tento pokles teploty nastaví velmi vysoké napětí v tlaku na vnější straně, zatímco uvnitř je napětí v tahu. Jedná se tak vlastně o technologii kalení skla, kdy vzniká sklo tvrzené.

Kapka tak má velkou mechanickou pevnost. Při jejím prohlédnutí pod polarizovaným světlem prostřednictvím polarizačních filtrů (metoda fotoelasticimetrie) můžeme mechanické napětí v prohlížené kapce sledovat. Při zlomení ocásku kapičky dojde k místnímu narušení rovnováhy skla a k překročení křehké hranice pevnosti skla. Slzička prudce exploduje na obrovské množství maličkých kousíčků skla, které je zajímavé studovat při snímání vysokorychlostní kamerou. Je třeba poznamenat, že exploze je prudší než u střelného prachu.

I přesto, že vzniklé úlomky jsou vesměs tupé, je vhodné se před jejich vniknutím, zejména do očí, se chránit.

V praxi se skleněné slzičky využívají v jiném případě.  Termickým předpnutím skel vyráběných například do automobilů dojde při jejich destrukci k rychlému rozpadu na velmi vysoký počet drobných tupých kousků skla, které nezpůsobují tolik zranění jako sklo obyčejné.

Ulomení ocásku slzičky je nejprve vhodné zkoušet ve fólii, při jejím lámání ve vodě ve skleněné nádobě může vlivem Pascalova zákona dojít dokonce k destrukci skleněné nádoby.

Další videa:
http://www.weltsam.de/die-bologneser-glastraene/
http://www.youtube.com/watch?v=Pdy2_vi0FfM
http://www.youtube.com/watch?v=mjEShcYC7dI

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 3 (4x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře