قطرات شاهزاده روپرت ( که به اشک هلندی یا باتویا نیز معروف هستند ) [ ۱] [ ۲] دانه های شیشه ای سخت شده ای هستند که با چکیدن شیشه مذاب در آب سرد ایجاد می شوند و همین امر باعث می شود تا این قطره به شکل یک بچه قورباغه با دمی بلند و نازک درآیند. این قطرات کوچک به دلیل تنش های پسماند شکل می گیرند که باعث ایجاد خواصی غیر شهودی مانند توانایی تحمل ضربات از چکش یا گلوله در انتهای قسمت پیازی بدون شکستن آن می شوند. این ویژگی باعث ظاهر شدن تجزیهٔ انفجاری می شود حتی اگر دم کمی آسیب دیده باشد. در طبیعت ساختارهای مشابه تحت شرایط خاصی در گدازه های آتشفشانی تولید می شوند و به اشک های پله ( pele's tears ) معروف هستند.
این قطره ها به نام پرنس روپرت ( Prince Rupert of the Rhine ) نام گذاری شده است، که آنها را در سال ۱۶۶۰ به انگلیس آورد، اگرچه طبق گزارش ها این قطرات در اوایل قرن هفدهم در هلند تولید می شدند و احتمالاً از مدت ها قبل برای شیشه سازان شناخته شده بودند. این ساختارها به عنوان پدیده علمی جدیدی توسط انجمن سلطنتی مورد مطالعه قرار گرفتند و پرده برداری از خواص غیرمعمول آنها احتمالاً منجر به پیشرفت فرایند تولید شیشه نشکن شد که در سال ۱۸۷۴ ثبت اختراع شد. تحقیقات انجام شده در قرن های بیستم و بیست و یکم، دلایل خواص متناقض قطره ها را روشن کرد.
قطره های پرنس روپرت با ریختن قطره های شیشه مذاب در آب سرد ایجاد می شوند. آب به سرعت قطره ها را خنک می کند و شیشه را از خارج به داخل جامد و سخت می کند. این فرونشانی حرارتی می تواند با استفاده از یک مدل کروی ساده که به سرعت خنک می شود توصیف شود. [ ۳] قطره های پرنس روپرت به دلیل داشتن دو ویژگی مکانیکی غیرعادی نزدیک به ۴۰۰ سال در یک ابهام علمی باقی ماندند؛[ ۴] وقتی دم آسیب می بیند، قطره به صورت انفجاری به شکل پودر تجزیه می شود، در حالی که سر پیازی شکل می تواند در مقابل نیروهای فشاری تا حداکثر ۱۵٬۰۰۰ نیوتن ( ۳٬۴۰۰ پوند - نیرو ) مقاومت کند. [ ۲]
تجزیه انفجاری به دلیل وقوع شکاف هایی رخ می دهد که در هنگام قطع دم به وجود می آیند - یک ترک در میدان تنش پسماند کششی در مرکز دم تسریع می شود و پس از رسیدن به یک سرعت بحرانی معادل ۱٬۴۵۰–۱٬۹۰۰ متر بر ثانیه ( ۳٬۲۰۰–۴٬۳۰۰ مایل بر ساعت ) [ ۵] [ ۶] با توجه به این سرعت های بالا، فرایند تجزیه ناشی از ایجاد انشعاب ( دوشاخگی ) در شکاف را تنها با مشاهده کردن دم با استفاده از تکنیک های تصویربرداری با سرعت بالا نتیجه گرفت. شاید به همین خاطر است که این خاصیت کم نظیر قطره ها برای قرن ها غیرقابل توضیح باقی مانده است. [ ۷]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفاین قطره ها به نام پرنس روپرت ( Prince Rupert of the Rhine ) نام گذاری شده است، که آنها را در سال ۱۶۶۰ به انگلیس آورد، اگرچه طبق گزارش ها این قطرات در اوایل قرن هفدهم در هلند تولید می شدند و احتمالاً از مدت ها قبل برای شیشه سازان شناخته شده بودند. این ساختارها به عنوان پدیده علمی جدیدی توسط انجمن سلطنتی مورد مطالعه قرار گرفتند و پرده برداری از خواص غیرمعمول آنها احتمالاً منجر به پیشرفت فرایند تولید شیشه نشکن شد که در سال ۱۸۷۴ ثبت اختراع شد. تحقیقات انجام شده در قرن های بیستم و بیست و یکم، دلایل خواص متناقض قطره ها را روشن کرد.
قطره های پرنس روپرت با ریختن قطره های شیشه مذاب در آب سرد ایجاد می شوند. آب به سرعت قطره ها را خنک می کند و شیشه را از خارج به داخل جامد و سخت می کند. این فرونشانی حرارتی می تواند با استفاده از یک مدل کروی ساده که به سرعت خنک می شود توصیف شود. [ ۳] قطره های پرنس روپرت به دلیل داشتن دو ویژگی مکانیکی غیرعادی نزدیک به ۴۰۰ سال در یک ابهام علمی باقی ماندند؛[ ۴] وقتی دم آسیب می بیند، قطره به صورت انفجاری به شکل پودر تجزیه می شود، در حالی که سر پیازی شکل می تواند در مقابل نیروهای فشاری تا حداکثر ۱۵٬۰۰۰ نیوتن ( ۳٬۴۰۰ پوند - نیرو ) مقاومت کند. [ ۲]
تجزیه انفجاری به دلیل وقوع شکاف هایی رخ می دهد که در هنگام قطع دم به وجود می آیند - یک ترک در میدان تنش پسماند کششی در مرکز دم تسریع می شود و پس از رسیدن به یک سرعت بحرانی معادل ۱٬۴۵۰–۱٬۹۰۰ متر بر ثانیه ( ۳٬۲۰۰–۴٬۳۰۰ مایل بر ساعت ) [ ۵] [ ۶] با توجه به این سرعت های بالا، فرایند تجزیه ناشی از ایجاد انشعاب ( دوشاخگی ) در شکاف را تنها با مشاهده کردن دم با استفاده از تکنیک های تصویربرداری با سرعت بالا نتیجه گرفت. شاید به همین خاطر است که این خاصیت کم نظیر قطره ها برای قرن ها غیرقابل توضیح باقی مانده است. [ ۷]
wiki: قطره شاهزاده روپرت