最近,我從一個柜櫥中把幾只水晶玻璃杯移走,其中兩只杯子有1厘米寬的邊緣留了在架子上。這些玻璃杯有30歲的年齡,并且是倒扣在架子上。架子上留下的玻璃圈兒的寬度并不均勻,而且明顯存在“切割”的起始點。這是什么原因造成的?--Linda Sulakatku,來自澳大利亞昆士蘭的Camp Hill。
在《新科學(xué)家》雜志里,恐怕還沒有其他問題和這個問題一樣,引發(fā)了那么多的驚奇和躁動。最初,我們得出玻璃可以像膠一樣流動,并且都對此表示信服,但這個結(jié)論后來變成了古老的都市神話。最終,在選擇了一些可能成為答案的理論之后,Sheffield大學(xué)的John Parker糾正了我們的錯誤。那個后來證明是錯誤的答案也記錄在下面,作為我們所懷遺憾的銘碑,同時也證明科學(xué)的任務(wù)就是不斷地對已有的結(jié)論提出質(zhì)疑。--編者按。
玻璃的樣子和行為特性都像固體,但是它實際上是一種膠體--一種流動非常緩慢的膠體。和其他類型的玻璃相比,鉛玻璃或水晶玻璃的結(jié)構(gòu)使其更易流動。在一些古老房屋的窗戶上,你可能見過這樣的特點:在那些窗戶上,玻璃的底部明顯要比頂部厚度大。鉛玻璃隨著時間的久遠還會變得越來越脆。水晶玻璃是由鉛玻璃制作出來的。
玻璃杯的杯底和杯柱都非常厚或者非常粗,這樣可以使杯子的底部具有足夠的重量,以防止杯子在使用時翻倒。玻璃杯的四壁薄而且美觀。
在玻璃杯倒扣著存放的過程中,玻璃將會緩慢地向杯子的邊沿流動,使杯子的邊沿一點點地變厚。其余部位的玻璃將微微變薄,同時整個杯子也變得更脆。當(dāng)玻璃杯倒扣時,作用在杯子邊沿的力是壓縮力,沉重杯底的重量壓在杯底之外的玻璃上。當(dāng)杯子被再次提起時,上述壓縮力被變成了拉張力。經(jīng)過長時間存放之后,玻璃杯的四壁變得特別薄、特別脆,經(jīng)受不起杯子邊沿的重量,于是玻璃就破碎了。
發(fā)生破裂時玻璃厚度上的微小差異注定玻璃的破裂是不平整、不均勻的。鉛玻璃含有雜質(zhì),某個雜質(zhì)所在的位置有可能提供了玻璃上開始發(fā)生破碎的脆弱點,整個破碎便由此開始擴展。