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玻璃和黏土

书名:令人着迷的物理作者名:左卷健男本章字数:859更新时间:2024-06-14 14:09:32

玻璃心

用玻璃做的餐具和实验器材,一落到地上就碎了。玻璃窗也很容易被打破。就像“玻璃心”这个词语所表达的一样,玻璃真的是脆弱的代表呢。

我们把一根细长的玻璃棒两端固定好,在玻璃棒的中央悬挂重物,然后一点一点地增加质量。你们觉得玻璃棒会怎么样呢?

感觉玻璃棒马上要“嘎巴”一声折断了似的,但实际上玻璃棒在一点一点地弯曲变形。然后,我们将重物去掉,玻璃棒又恢复了原来的样子。像这样,受力以后发生形变,把力撤去之后又恢复原状,这样的性质叫作弹性。弹性物体的代表就是橡胶了。把橡皮筋拉伸到原来长度的10倍左右,它还可以恢复到原来的样子呢。

用黏土来塑形

大家在学校的手工课上用黏土捏出来的有形状的东西,过了几天,甚至过了几年,也还是那个形状,没有变化。塑形是需要用到力的,可是一旦手放开的话,黏土会像橡胶一样恢复原状吗?黏土是不会自己再回到原来那个四四方方的形状的。像这样,受力之后发生形变,待力消失,物体不会自行变回原来的形状,这种性质叫作塑性。

如果我们给看起来不易变形的铁之类的金属、混凝土、塑料等施加一定的力,它们会怎样变化呢?它们几乎都会发生轻微的形变,而力一旦撤去,它们马上会恢复到原来的形状。不过,如果一点一点地增大施力,当超出一定限度,撤去外力时,它们都恢复不了原状呢。

玻璃会碎的原因

玻璃明明是有弹性的,为什么会那么容易碎呢?玻璃不会像黏土那样发生形变之后保持着稳定的状态。当外力过大,物体发生的弹性形变超出自身的弹性限度时,金属和塑料等已经变不回原来的样子,就以现有的形状稳定下来,而玻璃直接就碎掉了。另外,玻璃上还有许多划痕或小裂纹,这是它和其他物体碰撞时产生的。外力一旦增大,就会集中作用到这些地方,划痕或小裂纹加剧分裂,最终玻璃就会破裂。

切割玻璃的时候,人们常常先使用锉刀在玻璃表面划出痕迹,然后左右同时使劲儿掰。这就充分利用了玻璃所具有的性质呢。

光纤通信中使用的光导纤维,是由玻璃构成的。为尽量避免在玻璃表面形成划痕,人们在其表面包裹了一层塑料。这样一来,细绳一样的光导纤维也可以稍微弯曲,而不会那么容易折断了呢。