কাচের অশ্রু। প্রিন্স রুপার্টের ড্রপের একটি আকর্ষণীয় সম্পত্তি (ভিডিও)। রুপার্ট এর ফোঁটা থেকে আসে ...

প্রিন্স রুপার্টের ব্লব দেখতে একজন নবীন কাচের ব্লোয়ার দ্বারা তৈরি একটি কাচের ট্যাডপোলের মতো, তবে এটি এতটাই শক্ত যে এটি একটি হাতুড়ি দিয়েও ভাঙা যায় না। যাইহোক, এটি তার "লেজ" উপর হালকাভাবে আঘাত করা যথেষ্ট এবং সে গুঁড়ো হয়ে যায়। বিজ্ঞানীরা প্রায় 400 বছর ধরে এই ধরনের ব্যাখ্যাতীত গুণাবলীর কারণ খুঁজে বের করার চেষ্টা করছেন এবং এখন এস্তোনিয়ার কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয় এবং ট্যালিন ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির গবেষকদের একটি দল অবশেষে একটি উত্তর পেয়েছে।

প্রিন্স রুপার্টের বাটাভিয়ান অশ্রু বা ফোঁটা প্রথম 17 শতকে আবির্ভূত হয়েছিল এবং বিখ্যাত হয়েছিল যখন বাভারিয়ার প্রিন্স রুপার্ট ইংল্যান্ডের রাজা দ্বিতীয় চার্লসকে এই পাঁচটি তুচ্ছ জিনিস উপহার দিয়েছিলেন। তারা 1661 সালে অধ্যয়নের জন্য রয়্যাল সোসাইটিতে জমা দেওয়া হয়েছিল, তবে, প্রায় চার শতাব্দীর গবেষণা সত্ত্বেও, তাদের অদ্ভুত গুণাবলীর একটি ব্যাখ্যা এখন পাওয়া গেছে। ফোঁটাগুলি গলিত কাঁচ থেকে তৈরি করা হয় তাপ সম্প্রসারণের উচ্চ গুণাঙ্ক সহ এবং ঠান্ডা জলের একটি পাত্রে ডুবানো হয়। গলিত কাচ অবিলম্বে চারিত্রিক ড্রপ আকারে দৃঢ় হয়।

প্রিন্স রুপার্টের ফোঁটাগুলি অধ্যয়ন করার জন্য, বিজ্ঞানীরা একটি কৌশল ব্যবহার করেছিলেন যেখানে একটি স্বচ্ছ 3D বস্তু একটি নিমজ্জন স্নানে স্থাপন করা হয় যাতে পোলারাইজড আলো এটির মধ্য দিয়ে যায়। একটি বস্তুর মধ্যে আলোর মেরুকরণের পরিবর্তনগুলি ভোল্টেজ লাইনের সাথে মিলে যায়। ট্যালিন এবং কেমব্রিজ পদার্থবিদদের পূর্ববর্তী কাজ, যা 1994 সালে সম্পাদিত হয়েছিল, সেকেন্ডে প্রায় এক মিলিয়ন ফ্রেমের গতিতে একটি ফোঁটা বিস্ফোরণের চিত্রায়ন অন্তর্ভুক্ত ছিল। ভিডিওতে, আপনি দেখতে পাচ্ছেন কিভাবে "লেজের" ক্ষতির পরে, ফাটলগুলি প্রতি ঘন্টায় প্রায় 6,500 কিলোমিটার গতিতে ড্রপ ড্রপ করে প্রচার করে।

একটি নতুন গবেষণায় দেখানো হয়েছে যে ড্রপের "মাথায়" কাচের সংকোচনের চাপ প্রতি বর্গ ইঞ্চিতে প্রায় 50 টন, যা এটিকে ইস্পাতের মতো শক্তিশালী করে তোলে। এটি ঘটে কারণ ড্রপের বাইরের অংশ ভিতরের চেয়ে দ্রুত শীতল হয়। এইভাবে, ড্রপের "মাথা" এর কেন্দ্রে একটি বিশাল চাপ প্রয়োগ করা হয়, যা প্রসারিত করে ক্ষতিপূরণ দেওয়া হয়।

যতক্ষণ এই বাহিনী ভারসাম্য বজায় রাখে, ড্রপ খুব শক্তিশালী এবং উল্লেখযোগ্য লোড সহ্য করতে পারে। কিন্তু "লেজ" ক্ষতিগ্রস্ত হলে, এই ভারসাম্য বিঘ্নিত হয়, এবং অনেক ছোট ফাটল তার অক্ষের সমান্তরালে প্রচার করে। এটি এমন উচ্চ গতিতে ঘটে যে এটি একটি বিস্ফোরণের মতো।

আসুন শর্তসাপেক্ষে বাইরের স্তর এবং ড্রপের ভিতরের কোরকে একক আউট করি। ফোঁটাটি পৃষ্ঠ থেকে ঠান্ডা হয় এবং এর বাইরের স্তরটি সঙ্কুচিত হয় এবং আয়তনে হ্রাস পায় যখন কোরটি তরল এবং গরম থাকে।

বলের ভিতরের তাপমাত্রা কমে যাওয়ার পরে, কোরটিও সঙ্কুচিত হতে শুরু করবে। কিন্তু ইতিমধ্যে শক্ত বাইরের স্তর প্রক্রিয়াটিকে প্রতিহত করবে। আকর্ষণের আন্তঃআণবিক শক্তির সাহায্যে, তিনি দৃঢ়তার সাথে নিউক্লিয়াসকে ধরে রাখেন, যা শীতল হওয়ার পরে, এটি অবাধে শীতল হওয়ার চেয়ে একটি বড় আয়তন দখল করতে বাধ্য হয়।

ফলস্বরূপ, বাইরের স্তর এবং কোরের মধ্যে সীমানায় বলগুলি দেখা দেয়, বাইরের স্তরটিকে ভিতরের দিকে টেনে নিয়ে যায়, এতে সংকোচনমূলক চাপ তৈরি করে এবং ভিতরের কোরটি বাইরের দিকে, এতে প্রসার্য চাপ তৈরি করে।

খুব দ্রুত শীতল হওয়ার সময় এই চাপগুলি খুব বেশি হয়। তাই বেলুনের ভেতরের অংশটি বাইরের অংশ থেকে ভেঙ্গে যেতে পারে এবং তারপর ফোঁটায় বুদবুদ তৈরি হয়।

খুব বেশি অবশিষ্ট স্ট্রেসের ফলে অস্বাভাবিক গুণাবলির সৃষ্টি হয়, যেমন প্রিন্স রুপার্ট ড্রপের অখণ্ডতা না ভেঙে মাথায় হাতুড়ির আঘাত সহ্য করার ক্ষমতা।

কিন্তু লেজ সামান্য ক্ষতিগ্রস্ত হলে, ড্রপ প্রচণ্ড গতিতে ধ্বংস হয়। ধ্বংসটি প্রতি সেকেন্ডে 1658 মিটার গতিতে ঘটে, যা প্রায় 5968.8 কিলোমিটার প্রতি ঘন্টা।

), বা "ড্যানিশ অশ্রু"। ড্রপ হেডটি অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী, কম্প্রেশনের মাধ্যমে যান্ত্রিকভাবে ক্ষতি করা খুব কঠিন: এমনকি শক্তিশালী হাতুড়ির আঘাত বা একটি হাইড্রোলিক প্রেস এটির কোন ক্ষতি করে না। তবে ভঙ্গুর লেজটি কিছুটা ভেঙে ফেলার মূল্য, এবং চোখের পলকে পুরো ড্রপটি ছোট ছোট টুকরো টুকরো হয়ে যাবে।

গ্লাস ড্রপের এই অদ্ভুত বৈশিষ্ট্যটি 17 শতকে প্রথম আবিষ্কৃত হয়েছিল, হয় ডেনমার্কে বা হল্যান্ডে (তাই তাদের আরেকটি নাম - বাটাভিয়ান টিয়ার), বা জার্মানিতে (উৎসগুলি পরস্পরবিরোধী), এবং একটি অস্বাভাবিক সামান্য জিনিস দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে। একটি মজার খেলনা হিসাবে ইউরোপ. ইংরেজ রাজকীয় অশ্বারোহী বাহিনীর কমান্ডার-ইন-চিফ, প্যালাটিনেটের রুপার্টের সম্মানে ড্রপটির নামকরণ করা হয়েছিল, যা প্রিন্স রুপার্ট নামে পরিচিত। 1660 সালে, প্যালাটিনেটের রুপার্ট দীর্ঘ নির্বাসন শেষে ইংল্যান্ডে ফিরে আসেন এবং তার সাথে অস্বাভাবিক কাঁচের ফোঁটা নিয়ে আসেন, যা তিনি দ্বিতীয় চার্লসকে উপস্থাপন করেন, যিনি গবেষণার জন্য লন্ডনের রয়্যাল সোসাইটিতে স্থানান্তরিত করেন।

ড্রপ তৈরির প্রযুক্তিটি দীর্ঘ সময়ের জন্য গোপন রাখা হয়েছিল, তবে শেষ পর্যন্ত এটি খুব সহজ হয়ে উঠল: কেবল গলিত গ্লাসটি ঠান্ডা জলের বালতিতে ফেলে দিন। এই সহজ প্রযুক্তির মধ্যে ড্রপের শক্তি এবং দুর্বলতার রহস্য লুকিয়ে আছে। কাচের বাইরের স্তরটি দ্রুত শক্ত হয়ে যায়, আয়তনে হ্রাস পায় এবং স্থির তরল কোরের উপর চাপ দিতে শুরু করে। যখন ভিতরের অংশটিও ঠান্ডা হয়, তখন কোরটি সঙ্কুচিত হতে শুরু করে, কিন্তু এটি এখন ইতিমধ্যে হিমায়িত বাইরের স্তর দ্বারা প্রতিহত হয়। আকর্ষণের আন্তঃআণবিক শক্তির সাহায্যে, এটি শীতল কোরকে ধারণ করে, যা এখন অবাধে শীতল হওয়ার চেয়ে একটি বড় আয়তন দখল করতে বাধ্য হয়। ফলস্বরূপ, বাইরের এবং অভ্যন্তরীণ স্তরগুলির মধ্যে সীমানায় বিরোধী শক্তির উদ্ভব হয়, যা বাইরের স্তরটিকে ভিতরের দিকে টেনে নেয় এবং এতে একটি সংকোচনমূলক চাপ তৈরি হয় এবং ভিতরের কোরটি বাইরের দিকে একটি প্রসার্য চাপ তৈরি করে। এই ক্ষেত্রে, অভ্যন্তরীণ অংশ এমনকি বাইরের থেকে দূরে ভেঙ্গে যেতে পারে, এবং তারপর ড্রপ মধ্যে একটি বুদবুদ ফর্ম। এই বিরোধিতা ড্রপটিকে ইস্পাতের চেয়ে শক্তিশালী করে তোলে। কিন্তু, তা সত্ত্বেও, যদি বাইরের স্তর ভেঙ্গে এর পৃষ্ঠ ক্ষতিগ্রস্ত হয়, উত্তেজনার লুকানো শক্তি প্রকাশিত হবে, এবং ধ্বংসের একটি দ্রুত তরঙ্গ পুরো ড্রপ বরাবর ক্ষতির জায়গা থেকে প্রবাহিত হবে। এই তরঙ্গের গতি 1.5 কিমি/সেকেন্ড, যা পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে শব্দের গতির চেয়ে পাঁচ গুণ বেশি।

একই নীতিটি টেম্পারড গ্লাস তৈরির অন্তর্নিহিত, যা ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ, যানবাহনে। বর্ধিত শক্তি ছাড়াও, এই জাতীয় কাচের একটি গুরুতর সুরক্ষা সুবিধা রয়েছে: যখন ক্ষতিগ্রস্থ হয়, তখন এটি ভোঁতা প্রান্ত সহ অনেকগুলি ছোট টুকরো হয়ে যায়। সাধারণ "কাঁচা" কাচ বড় ধারালো টুকরো টুকরো টুকরো হয়ে যায় যা আপনাকে গুরুতরভাবে আহত করতে পারে। স্বয়ংচালিত শিল্পে টেম্পারড গ্লাস পার্শ্ব এবং পিছনের জানালার জন্য ব্যবহৃত হয়। গাড়ির জন্য উইন্ডশীল্ডটি বহু-স্তরযুক্ত (ট্রিপ্লেক্স) তৈরি করা হয়: দুটি বা ততোধিক স্তরকে একটি পলিমার ফিল্মের সাথে একত্রে আঠালো করা হয়, যা আঘাতের পরে, টুকরোগুলিকে ধরে রাখে এবং তাদের উড়তে বাধা দেয়।

ভেরোনিকা সমতস্কায়া

বাটাভিয়ান টিয়ার বা বোলোগনা ফ্লাস্ক, সেইসাথে প্রিন্স রুপার্টের ফোঁটাগুলি অত্যন্ত টেকসই বৈশিষ্ট্য সহ টেম্পার্ড গ্লাসের শক্ত ফোঁটা। 17 শতকের মাঝামাঝি সময়ে প্যালাটিনেটের প্রিন্স রুপার্ট তাদের ইংল্যান্ডে নিয়ে আসেন। একই সময়ে, তারা বিজ্ঞানীদের ঘনিষ্ঠ দৃষ্টি আকর্ষণ করেছিল।

17095 1 4 18

সম্ভবত, এই জাতীয় কাচের ড্রপগুলি অনাদিকাল থেকে কাচের ব্লোয়ারদের কাছে পরিচিত ছিল, তবে তারা বিজ্ঞানীদের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছিল বরং দেরিতে: 17 শতকের মাঝামাঝি কোথাও। তারা ইউরোপে উপস্থিত হয়েছিল (বিভিন্ন উত্স অনুসারে, হল্যান্ড, ডেনমার্ক বা জার্মানিতে)। "অশ্রু" তৈরির প্রযুক্তিটি গোপন রাখা হয়েছিল, তবে এটি খুব সহজ বলে প্রমাণিত হয়েছিল।

আপনি যদি গলিত গ্লাসটি ঠান্ডা জলে ফেলে দেন তবে আপনি একটি লম্বা, বাঁকা লেজের সাথে একটি ট্যাডপোল-আকৃতির ড্রপ পাবেন। একই সময়ে, ড্রপের ব্যতিক্রমী শক্তি রয়েছে: এর "মাথা" একটি হাতুড়ি দিয়ে আঘাত করা যেতে পারে এবং এটি ভেঙ্গে যাবে না। কিন্তু যদি আপনি লেজটি ভেঙ্গে ফেলেন, তাহলে ড্রপটি সঙ্গে সঙ্গে ছোট ছোট টুকরো টুকরো হয়ে যায়।

উচ্চ-গতির ফটোগ্রাফি ব্যবহার করে রেকর্ড করা ফ্রেমগুলি দেখায় যে "বিস্ফোরণ" সামনের চালগুলি উচ্চ গতিতে নেমে আসে: 1.2 কিমি/সেকেন্ড, যা শব্দের গতির চেয়ে প্রায় 4 গুণ বেশি।

দ্রুত শীতল হওয়ার ফলে, গ্লাস ড্রপ শক্তিশালী অভ্যন্তরীণ চাপ অনুভব করে, যা এই ধরনের অদ্ভুত বৈশিষ্ট্যের কারণ হয়। ড্রপের বাইরের স্তরটি এত দ্রুত ঠান্ডা হয় যে কাচের কাঠামোটি পুনর্নির্মাণের সময় নেই। কোর প্রসারিত হয়, এবং বাইরের স্তর সংকুচিত হয়। একইভাবে, টেম্পারড গ্লাস পাওয়া যায় - যাইহোক, এটির সেই লেজ নেই, যার জন্য এত সহজে শেল ভাঙা সম্ভব।