น้ำตาของรูเพิร์ต เมื่อพูดถึงแก้ว ใครๆ ก็คงนึกถึงคำว่าเปราะบาง แต่ผลิตภัณฑ์แก้วน้ำตาของรูเพิร์ต สามารถรอดพ้นจากกระสุนโดยไม่ได้รับบาดเจ็บ เกิดอะไรขึ้น น้ำตาของรูเพิร์ตเคยได้รับสมญานามว่า น้ำตาแม่มด เนื่องจากความแข็งของมัน แต่ผู้คนสามารถบดแก้วชนิดนี้ที่แม้แต่กระสุน ก็ไม่อาจทะลุด้วยมือเปล่าได้ คำถามมาถึงแล้ว น้ำตาของรูเพิร์ตคืออะไรกันแน่ มันขึ้นอยู่กับอะไรถึงจะกลายเป็นยากมาก
แล้วทำไมมันถึงแตกเมื่อถูกบีบเบาๆ มันมีความหมายพิเศษอะไร วันนี้บทความนี้จะพาคุณมาหาคำตอบจาก 4 แง่มุม ได้แก่ น้ำตาแม่มด น้ำตาแข็ง น้ำตาเปราะบาง และความหมายของน้ำตา น้ำตาของรูเพิร์ตเคยถูกเรียกว่าน้ำตาแม่มด เนื่องจากความแข็งของมัน แต่จริงๆ แล้วน้ำตาของรูเพิร์ตเป็นเพียงแก้ว ประวัติศาสตร์สามารถย้อนไปถึงสมัยพระเจ้าชาร์ลส์ที่ 2 แห่งอังกฤษเมื่อ 400 ปีที่แล้ว
ในเวลานั้น ผลิตภัณฑ์จากแก้วกลายเป็นสินค้าที่แพร่หลาย แต่เจ้าชายรูเพิร์ตแห่งไรน์ได้แก้วรูปหยดน้ำมาโดยบังเอิญ ตอนแรกเขาไม่คิดอย่างนั้น แต่ก็ต้องประหลาดใจ น้ำตานี้แตกต่างจากผลิตภัณฑ์แก้วทั่วไปแต่แข็งมาก เจ้าชายรูเพิร์ตจึงมอบผลิตภัณฑ์เครื่องแก้วอย่างมีความสุขแก่กษัตริย์ชาร์ลส์ที่ 2 แห่งอังกฤษเป็นของขวัญ ใครจะคิดว่าสิ่งนี้จะทำให้กษัตริย์โกรธ
พระเจ้าชาร์ลส์ที่ 2 เชื่อว่าเจ้าชายรูเพิร์ตยั่วยุพระองค์ด้วยการนำเสนอแก้วในงานเลี้ยง เขาขว้างแก้วลงบนพื้น แต่สิ่งที่น่าเหลือเชื่อก็เกิดขึ้น คาดว่ากระจกที่แตกจะเสียหายแต่มีหลุมเล็กๆ แตกกระจายอยู่บนพื้น แก้วแข็งดังกล่าวทำให้การรับรู้ของผู้คนเกี่ยวกับความเปราะบางของแก้วแตกทำให้ความโกรธของกษัตริย์สงบลง และช่วยเจ้าชายรูเพิร์ตจากการดุด่า
หลังจากข่าวปรากฏการณ์ในงานเลี้ยงแพร่ออกไป น้ำตาก็ได้รับการตั้งชื่อว่า เจ้าชายรูเพิร์ต และเป็นที่รักของขุนนางเป็นพิเศษเพราะเหตุนี้ เศษแก้วที่สามารถทุบพื้นให้เป็นรูเล็กๆ นั้นยากแค่ไหน ด้วยความอยากรู้อยากเห็น ขุนนางหลายคนจึงสั่งให้คนทุบน้ำตาด้วยค้อนหนักๆ แต่น้ำตาของรูเพิร์ตยังคงไม่บุบสลาย หลังจากผลการทดสอบออกมา หลายคนตกใจกลัว
โดยอ้างว่าไม่ใช่กระจก แต่เป็นน้ำตาของแม่มดผู้น่าสะพรึงกลัวด้วยความก้าวหน้าของสังคม อุดมการณ์ของมนุษย์ก็พัฒนาอย่างต่อเนื่องเช่นกัน และคำกล่าวนี้ก็ค่อยๆ ถูกปฏิเสธ แต่ทำไมน้ำตาของรูเพิร์ตถึงไหลแรง นักวิทยาศาสตร์ศึกษามา 400 ปีแต่ไร้ประโยชน์ ต่อไปบทความนี้จะพาไปดูสาเหตุที่น้ำตาไหลหนักมาก เนื่องจากชื่อเสียงด้านความแข็งของรูเพิร์ตแพร่กระจาย
ผู้คนจำนวนมากพยายามอย่างเต็มที่เพื่อทดสอบความแข็งด้วยวิธีต่างๆ การทุบตีด้วยค้อนอันหนักอึ้งอยู่เบื้องหลังแล้ว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพื่อนชาวต่างชาติคนหนึ่งใช้กระสุนตะกั่วยิงน้ำตาของรูเพิร์ตในการถ่ายทอดสด หลังจากผลการทดสอบออกมาผู้ชมก็ต้องตกตะลึง น้ำตาของรูเพิร์ตไม่บุบสลาย แต่กระสุนตะกั่วหัก ทำไมน้ำตาของรูเพิร์ตถึงไหลแรง เพื่อค้นหาสาเหตุที่แท้จริง
นักวิทยาศาสตร์ได้ฟื้นฟูกระบวนการผลิตน้ำตาของรูเพิร์ต พวกเขาใช้อุณหภูมิสูงในการละลายแก้วธรรมดา จากนั้นปล่อยให้แก้วตกลงไปในน้ำน้ำแข็งที่เตรียมไว้ตามธรรมชาติด้วยแรงโน้มถ่วง แล้วน้ำตาของรูเพิร์ตก็ค่อยๆ ก่อตัวขึ้น นักวิทยาศาสตร์เฝ้าสังเกตกระบวนการเปลี่ยนแปลงอย่างระมัดระวัง และในที่สุดคำตอบของปริศนาอายุ 400 ปีก็ปรากฏขึ้นในทศวรรษที่ 1990
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า ส่วนประกอบหลักของแก้วคือซิลิกอนไดออกไซด์ในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว และทำให้แก้วแข็งตัวใหม่ ลำดับการเรียงตัวของโมเลกุลซิลิกอนไดออกไซด์ได้เปลี่ยนไป นี่คือเหตุผลพื้นฐานที่ทำให้น้ำตาของรูเพิร์ตแข็งมาก ในระหว่างกระบวนการแข็งตัวของแก้ว พื้นผิวของแก้วจะเริ่มแข็งตัวก่อน และภายใต้การกระทำของการขยายตัว และการหดตัวทางความร้อน
พื้นผิวของแก้วจะออกแรงกดเข้าด้านใน แต่ผลกระทบของแรงจะเกิดขึ้นร่วมกัน และเมื่อด้านในของแก้วเริ่มแข็งตัว ก็จะเกิดแรงที่ด้านนอกด้วย เมื่อเวลาผ่านไป แรงทั้ง 2 จะพบความสมดุล และช่องว่างระหว่างโมเลกุลของซิลิกาจะเล็กลงเนื่องจากแรงนี้ ดังนั้น น้ำตาของรูเพิร์ตจึงมีความแข็งที่แก้วธรรมดาไม่มี เมื่อหลักการแพร่ออกไป ผู้คนได้นำคุณลักษณะของ น้ำตาของรูเพิร์ต ไปใช้กับทุกแง่มุมของชีวิต
โดยธรรมชาติแล้ว สิ่งแรกที่ต้องแบกรับความรุนแรงคือแก้วแกร่ง ที่สามารถเห็นได้ทุกที่ในชีวิตทุกวันนี้ ประสิทธิภาพของกระจกนิรภัย ได้รับการปรับปรุงอย่างมากความต้านทานแรงดึงเป็น 3 เท่าของกระจกธรรมดา และทนต่อแรงกระแทกได้มากกว่ากระจกธรรมดา 5 เท่า นอกจากนี้ เศษที่เกิดขึ้นหลังจากกระจกเทมเปอร์แตก ยังเป็นอนุภาคขนาดเล็กสม่ำเสมอไม่มีมุมแหลมคม ซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของกระจกนิรภัย
ดังนั้น กระจกธรรมดาจึงถูกแทนที่ด้วยกระจกเทมเปอร์ เรามักเห็นการนำกระจกนิรภัยมาประยุกต์ใช้ในการตกแต่งภายในบ้าน จริงๆ แล้ว กระจกหน้ารถที่เราขับก็เป็นกระจกเทมเปอร์ชนิดหนึ่งเหมือนกัน กระจกนิรภัยปกป้องผู้ขับขี่ด้วยความมั่นคง และความปลอดภัยที่ดี และกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในชีวิตของผู้คน ไม่มีอะไรสมบูรณ์แบบและไม่มีใครสมบูรณ์แบบ สาระสำคัญของน้ำตาของรูเพิร์ตคือซิลิกา
ดังนั้น จึงไม่สามารถทำลายได้ ต่อไปเรามาดูด้านที่เปราะบางของน้ำตาของรูเพิร์ตกัน ในการทดลองหลายครั้งเพื่อทดสอบความแข็งของน้ำตารูเพิร์ต น้ำตาของรูเพิร์ตไม่แตกจริงๆ การทดลองแสดงให้เห็นว่าแรงดันสูงสุดที่น้ำตาของรูเพิร์ตสามารถทนได้คือแรงของค้อน 17 ตัน ถึงอย่างนั้น กระจกก็ยากพอที่คนจะมองว่ามันเปราะบางไม่ได้อีกต่อไป
แต่เหตุการณ์ต่อมาได้พิสูจน์ให้เห็นว่าน้ำตาของรูเพิร์ตเป็นน้ำตาที่เปราะบางจริงๆ ระหว่างการถ่ายทอดสดการทดสอบ ผู้ทดสอบบีบน้ำตาของรูเพิร์ตด้วยมือเปล่า นี่ไม่ใช่เพราะผู้ทดสอบมีพลังมหาศาล เพราะคนธรรมดาหลายคนสามารถขยี้น้ำตาของรูเพิร์ตได้ด้วยมือเปล่า หลังจากการทดลองหลายครั้ง ในที่สุดความอ่อนแอของน้ำตารูเพิร์ตก็ถูกเปิดเผยต่อผู้คน นั่นคือหางน้ำตาเล็กๆ น้ำตาของรูเพิร์ตเปรียบได้กับน้ำตาเพราะมีหัวโตและหางเล็กเรียว
แต่จุดอ่อนของน้ำตาซึ่งกระสุนปืนทำลายไม่ได้ จะเป็นหางเล็กๆ ได้อย่างไร จากการศึกษาพบว่าระหว่างการก่อตัวของน้ำตารูเพิร์ต หางจะเรียวและความดันภายในไม่สูง ดังนั้น การกระจายตัวของโมเลกุลซิลิกาที่หางของรูเพิร์ตจึงหลวมและแตกง่ายกว่า เนื่องจากแรงที่หัวและหางไม่เท่ากัน ภายใต้หลักการของส่วนขยายของรอยร้าว หางของรอยฉีกของรูเพิร์ตจึงกลายเป็นจุดแตกหักที่จะทำลายมัน
บทความที่น่าสนใจ : ทฤษฎี การศึกษาและอธิบายเกี่ยวกับทฤษฎีสสารทางฟิสิกส์ในระบบจักรวาล
