2. 家里的科学(7)

最近,我从一个柜橱中把几只水晶玻璃杯移走,其中两只杯子有1厘米宽的边缘留了在架子上。这些玻璃杯有30岁的年龄,并且是倒扣在架子上。架子上留下的玻璃圈儿的宽度并不均匀,而且明显存在“切割”的起始点。这是什么原因造成的?--Linda Sulakatku,来自澳大利亚昆士兰的Camp Hill。

在《新科学家》杂志里,恐怕还没有其他问题和这个问题一样,引发了那么多的惊奇和躁动。最初,我们得出玻璃可以像胶一样流动,并且都对此表示信服,但这个结论后来变成了古老的都市神话。最终,在选择了一些可能成为答案的理论之后,Sheffield大学的John Parker纠正了我们的错误。那个后来证明是错误的答案也记录在下面,作为我们所怀遗憾的铭碑,同时也证明科学的任务就是不断地对已有的结论提出质疑。--编者按。

玻璃的样子和行为特性都像固体,但是它实际上是一种胶体--一种流动非常缓慢的胶体。和其他类型的玻璃相比,铅玻璃或水晶玻璃的结构使其更易流动。在一些古老房屋的窗户上,你可能见过这样的特点:在那些窗户上,玻璃的底部明显要比顶部厚度大。铅玻璃随着时间的久远还会变得越来越脆。水晶玻璃是由铅玻璃制作出来的。

玻璃杯的杯底和杯柱都非常厚或者非常粗,这样可以使杯子的底部具有足够的重量,以防止杯子在使用时翻倒。玻璃杯的四壁薄而且美观。

在玻璃杯倒扣着存放的过程中,玻璃将会缓慢地向杯子的边沿流动,使杯子的边沿一点点地变厚。其余部位的玻璃将微微变薄,同时整个杯子也变得更脆。当玻璃杯倒扣时,作用在杯子边沿的力是压缩力,沉重杯底的重量压在杯底之外的玻璃上。当杯子被再次提起时,上述压缩力被变成了拉张力。经过长时间存放之后,玻璃杯的四壁变得特别薄、特别脆,经受不起杯子边沿的重量,于是玻璃就破碎了。

发生破裂时玻璃厚度上的微小差异注定玻璃的破裂是不平整、不均匀的。铅玻璃含有杂质,某个杂质所在的位置有可能提供了玻璃上开始发生破碎的脆弱点,整个破碎便由此开始扩展。

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