Prince Rupert's drop
प्रिंस रूपर्ट की बूंदें (जिन्हें डच या बटावियन आँसू के रूप में भी जाना जाता है) पिघले हुए कांच को ठंडे पानी में टपकाकर बनाए गए कठोर कांच के मोती हैं, जिससे यह एक लंबी, पतली पूंछ के साथ एक टेडपोल के आकार की बूंद में ठोस हो जाता है। इन बूंदों को आंतरिक रूप से बहुत अधिक अवशिष्ट तनावों द्वारा चिह्नित किया जाता है, जो प्रति-अंतर्ज्ञानी गुणों को जन्म देते हैं, जैसे कि बिना टूटे हुए एक हथौड़े या बल्बस छोर पर एक गोली से प्रहार का सामना करने की क्षमता, जबकि विस्फोटक विघटन का प्रदर्शन करते हैं यदि पूंछ का छोर भी थोड़ा क्षतिग्रस्त है। प्रकृति में, इसी तरह की संरचनाएँ ज्वालामुखीय लावा में कुछ स्थितियों में उत्पन्न होती हैं, और इन्हें पेले के आँसू के रूप में जाना जाता है। इन बूंदों का नाम राइन के राजकुमार रूपर्ट के नाम पर रखा गया है, जो उन्हें 1660 में इंग्लैंड लाए थे, हालांकि कथित तौर पर उनका उत्पादन नीदरलैंड में 17वीं शताब्दी की शुरुआत में किया जा रहा था और शायद कांच निर्माताओं के लिए बहुत लंबे समय से जाना जाता था। रॉयल सोसाइटी द्वारा वैज्ञानिक जिज्ञासाओं के रूप में उनका अध्ययन किया गया था और उनके असामान्य गुणों के सिद्धांतों को उजागर करने से शायद 1874 में पेटेंट किए गए सख्त कांच के उत्पादन की प्रक्रिया का विकास हुआ। 20वीं और 21वीं शताब्दी में किए गए शोध ने बूंदों के विरोधाभासी गुणों के कारणों पर और प्रकाश डाला। विवरण प्रिंस रूपर्ट की बूंदें पिघले हुए कांच की बूंदों को ठंडे पानी में गिराकर बनाई जाती हैं। गिलास तेजी से ठंडा हो जाता है और बाहर से अंदर की ओर पानी में जम जाता है। इस ताप शमन को तेजी से ठंडा किए गए गोले के एक सरलीकृत मॉडल के माध्यम से वर्णित किया जा सकता है। प्रिंस रूपर्ट की बूंदें दो असामान्य यांत्रिक गुणों के कारण लगभग 400 वर्षों तक एक वैज्ञानिक जिज्ञासा बनी हुई हैंः जब पूंछ को काट दिया जाता है, तो बूंद विस्फोटक रूप से पाउडर में विघटित हो जाती है, जबकि बल्बस सिर तक के संपीड़ित बलों का सामना कर सकता है। विस्फोटक विघटन कई दरार द्विभाजन घटनाओं के कारण उत्पन्न होता है जब पूंछ को काटा जाता है-पूंछ के केंद्र में तन्य अवशिष्ट तनाव क्षेत्र में एक दरार को तेज किया जाता है और एक महत्वपूर्ण वेग तक पहुंचने के बाद द्विभाजित हो जाता है। इन उच्च गति को देखते हुए, दरार विभाजन के कारण विघटन प्रक्रिया का अनुमान केवल पूंछ में देखकर और उच्च गति वाली इमेजिंग तकनीकों को नियोजित करके लगाया जा सकता है। शायद यही कारण है कि बूंदों का यह जिज्ञासु गुण सदियों तक अस्पष्ट रहा। बूंदों का दूसरा असामान्य गुण, अर्थात् सिरों की ताकत, सिर की बाहरी सतह के आसपास मौजूद बड़े संपीड़ित अवशिष्ट तनावों का प्रत्यक्ष परिणाम है। इस तनाव वितरण को कांच के तनाव-प्रेरित बाइरफ्रिंजेन्स के प्राकृतिक गुण का उपयोग करके और 3डी फोटोइलास्टिसिटी की तकनीकों को नियोजित करके मापा जाता है। अवशिष्ट संपीड़न तनाव के कारण उच्च अस्थिभंग कठोरता प्रिंस रूपर्ट की बूंदों को कठोर कांच के शुरुआती उदाहरणों में से एक बनाती है। इतिहास यह सुझाव दिया गया है कि रोमन साम्राज्य के समय से ही कांच बनाने वालों को बूंदें बनाने के तरीकों के बारे में पता है। कभी-कभी डच आविष्कारक कॉर्नेलिस ड्रेबेल को जिम्मेदार ठहराया जाता है, इन बूंदों को अक्सर समकालीन विवरणों में लैक्रिम बोरुसिका (प्रशिया आँसू) या लैक्रिम बटाविका (डच आँसू) के रूप में संदर्भित किया जाता था। उत्तरी जर्मनी में मेक्लेनबर्ग से बूंदों के सत्यापन योग्य विवरण 1625 की शुरुआत में दिखाई देते हैं। उन्हें कैसे बनाया जाए इसका रहस्य कुछ समय के लिए मेक्लेनबर्ग क्षेत्र में बना रहा, हालाँकि वहाँ से इन बूंदों को पूरे यूरोप में खिलौनों या जिज्ञासाओं के रूप में बिक्री के लिए प्रसारित किया गया था। डच वैज्ञानिक कॉन्स्टेंटिन ह्यूजेन्स ने न्यूकैसल की डचेस मार्गरेट कैवेंडिश से बूंदों के गुणों की जांच करने के लिए कहा; प्रयोग करने के बाद उनकी राय थी कि थोड़ी मात्रा में अस्थिर तरल अंदर फंस गया था। हालाँकि राजकुमार रूपर्ट ने बूंदों की खोज नहीं की, लेकिन उन्होंने 1660 में उन्हें ब्रिटेन लाकर उनके इतिहास में एक भूमिका निभाई। उन्होंने उन्हें राजा चार्ल्स द्वितीय को दे दिया, जिन्होंने उन्हें वैज्ञानिक अध्ययन के लिए 1661 में रॉयल सोसाइटी (जो पिछले वर्ष बनाई गई थी) को सौंप दिया। रॉयल सोसाइटी के कई प्रारंभिक प्रकाशन बूंदों का विवरण देते हैं और किए गए प्रयोगों का वर्णन करते हैं। इन प्रकाशनों में रॉबर्ट हुक द्वारा 1665 का माइक्रोग्राफिया था, जिन्होंने बाद में हुक के नियम की खोज की। उनके प्रकाशन ने राजकुमार रूपर्ट की बूंदों के बारे में उस समय की तुलना में पूर्ण समझ के बिना, लोच (जिसमें हुक ने खुद बाद में योगदान दिया) और दरारों के प्रसार से भंगुर सामग्री की विफलता के बारे में जो कुछ कहा जा सकता है, उसे सही ढंग से रखा। दरार प्रसार की एक पूरी समझ को ए के काम तक इंतजार करना पड़ा। 1920 में ए. ग्रिफ़िथ। 1994 में, पर्ड्यू विश्वविद्यालय में एक इंजीनियरिंग प्रोफेसर श्रीनिवासन चंद्रशेखर और कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में सामग्री समूह के प्रमुख मुनव्वर चौधरी ने ड्रॉप-शेटरिंग प्रक्रिया का निरीक्षण करने के लिए हाई-स्पीड फ्रेमिंग फोटोग्राफी का उपयोग किया और निष्कर्ष निकाला कि जबकि बूंदों की सतह अत्यधिक संपीड़ित तनाव का अनुभव करती है, अंदर उच्च तनाव बलों का अनुभव होता है, जिससे असमान संतुलन की स्थिति पैदा होती है जिसे पूंछ को तोड़कर आसानी से परेशान किया जा सकता है। हालाँकि, इसने इस सवाल को छोड़ दिया कि प्रिंस रूपर्ट की बूंद के दौरान तनाव कैसे वितरित किए जाते हैं। 2017 में प्रकाशित एक और अध्ययन में, टीम ने एस्टोनिया में ताल्लिन प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के एक प्रोफेसर हिलर एबेन के साथ एक संचरण ध्रुवीय का उपयोग करके एक लाल एलईडी से प्रकाश के ऑप्टिकल मंदता को मापने के लिए सहयोग किया क्योंकि यह कांच की बूंद के माध्यम से यात्रा करता था, और पूरे बूंद में तनाव वितरण का निर्माण करने के लिए डेटा का उपयोग किया। इससे पता चला कि बूंदों के सिरों में पहले की तुलना में बहुत अधिक सतह संपीड़ित तनाव होता है, लेकिन यह सतह संपीड़ित परत भी पतली है, जो एक बूंद के सिर के व्यास का केवल 10 प्रतिशत है। यह सतह को एक उच्च अस्थिभंग शक्ति देता है जिसका अर्थ है कि बूंद को तोड़ने के लिए आंतरिक तनाव क्षेत्र में प्रवेश करने वाली दरार बनाना आवश्यक है। चूंकि सतह पर दरारें सतह के समानांतर बढ़ती हैं, वे तनाव क्षेत्र में प्रवेश नहीं कर सकती हैं, लेकिन पूंछ में एक गड़बड़ी दरारों को तनाव क्षेत्र में प्रवेश करने की अनुमति देती है। प्रिंस रूपर्ट की बूंदों के प्रारंभिक इतिहास का एक विद्वतापूर्ण विवरण लंदन की रॉयल सोसाइटी के नोट्स एंड रिकॉर्ड्स में दिया गया है, जहां बूंदों का अधिकांश प्रारंभिक वैज्ञानिक अध्ययन किया गया था। वैज्ञानिक उपयोग शमन द्वारा सख्त कांच के उत्पादन की प्रक्रिया शायद बूंदों के अध्ययन से प्रेरित थी, क्योंकि इसे 1874 में पेरिस के फ्रेंकोइस बार्थेलेमी अल्फ्रेड रोयर डी ला बैस्टी द्वारा इंग्लैंड में पेटेंट कराया गया था, इसके ठीक एक साल बाद वी. डी. लुईनेस ने उनके साथ अपने प्रयोगों के विवरण प्रकाशित किए थे। यह कम से कम 19वीं शताब्दी से ज्ञात है कि प्रिंस रूपर्ट की बूंदों के समान संरचनाएं ज्वालामुखीय लावा में कुछ स्थितियों में उत्पन्न होती हैं। हाल ही में ब्रिस्टल विश्वविद्यालय और आइसलैंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सक्रिय ज्वालामुखियों में संग्रहीत तापीय तनावों द्वारा संचालित मैग्मा विखंडन और राख निर्माण को बेहतर ढंग से समझने के लिए प्रयोगशाला में प्रिंस रूपर्ट की बूंदों के विस्फोटक विखंडन से उत्पन्न कांच के कणों का अध्ययन किया है। साहित्यिक संदर्भ एक पार्टी पीस के रूप में उनके उपयोग के कारण, प्रिंस रूपर्ट की बूंदें 17 वीं शताब्दी के अंत में व्यापक रूप से जानी गईं-आज की तुलना में कहीं अधिक। यह देखा जा सकता है कि उस समय के साहित्य में उनके उपयोग से शिक्षित लोगों (या "समाज" में रहने वाले) से उनसे परिचित होने की उम्मीद की जाती थी। सैमुअल बटलर ने 1663 में अपनी कविता हुडीब्रास में उन्हें एक रूपक के रूप में इस्तेमाल किया और पेपिस ने अपनी डायरी में उनका उल्लेख किया। इन बूंदों को अनामिक बल्लाड ऑफ ग्रेशम कॉलेज (1663) की एक कविता में अमर किया गया थाः डायरी लेखक जॉर्ज टेम्पलटन स्ट्रॉन्ग ने 1867 की सर्दियों के दौरान न्यूयॉर्क शहर की पूर्वी नदी में पैदल चलने वालों की बर्फ के खतरनाक अचानक टूटने के बारे में लिखा (खंड 4, पृष्ठ 122) कि "बर्फ राजकुमार रूपर्ट की बूंद की तरह एक बार में टुकड़ों में चमक गई"। अल्फ्रेड जैरी का 1902 का उपन्यास सुपरमेल एक असफल उपकरण से गिरने वाली पिघली हुई कांच की बूंदों के लिए एक सादृश्य में बूंदों का संदर्भ देता है जिसका उद्देश्य सुपरमेल के शरीर के माध्यम से ग्यारह हजार वोल्ट बिजली को पारित करना है। सिगमंड फ्रायड, समूह मनोविज्ञान और अहंकार के विश्लेषण (1921) में सैन्य समूहों के विघटन पर चर्चा करते हुए, नेता के खोने के परिणामस्वरूप होने वाली दहशत को नोट करते हैंः "समूह धूल में गायब हो जाता है, जैसे कि राजकुमार रूपर्ट की बूंद जब उसकी पूंछ टूट जाती है।" ई. आर. एडिसन के 1935 के उपन्यास 'मिस्ट्रेस ऑफ मिस्ट्रेस' में अंतिम अध्याय में रूपर्ट की टिप्पणियों का उल्लेख किया गया है क्योंकि फियोरिंडा उनमें से एक पूरे समूह की शुरुआत करती है। माइकल इनेस (जे. आई. एम. स्टीवर्ट) के 1940 के जासूसी उपन्यास देयर कैम बोथ मिस्ट एंड स्नो में, एक चरित्र गलत तरीके से उन्हें "वेरोना ड्रॉप्स" के रूप में संदर्भित करता है; जासूसी सर जॉन एप्पलबी द्वारा उपन्यास के अंत में त्रुटि को ठीक किया जाता है। अपने 1943 के उपन्यास कॉन्ज्योर वाइफ में, फ्रिट्ज लीबर ने कई पात्रों के व्यक्तित्वों की अस्थिरता के लिए एक रूपक के रूप में प्रिंस रूपर्ट ड्रॉप्स का उपयोग किया है। ये छोटे शहर के कॉलेज संकाय के लोग शांत और अभेद्य प्रतीत होते हैं, लेकिन केवल "फिलामेंट के झटके" पर "विस्फोट" करते हैं। पीटर कैरी ने अपने 1988 के उपन्यास ऑस्कर एंड लुसिंडा में एक अध्याय समर्पित किया है। प्रगतिशील रॉक बैंड किंग क्रिमसन के 1970 के तीसरे स्टूडियो एल्बम लिजार्ड के शीर्षक देने वाले सूट में प्रिंस रूपर्ट के एक काल्पनिक संस्करण के साथ-साथ "द बैटल ऑफ ग्लास टियर्स" नामक एक विस्तारित खंड का उल्लेख करते हुए दोनों भाग शामिल हैं। थर्मल स्ट्रेस बोलोग्ना बोतल संदर्भ आगे पढ़ने के लिए सर रॉबर्ट मोरे (1661) भी देखें। "एन अकाउंट ऑफ द ग्लास ड्रॉप्स", रॉयल सोसाइटी (प्रतिलेखित, संग्रह संदर्भ)। बाहरी लिंक PrinceRupertsDrop.com उच्च गति धीमी गति वीडियो प्रदर्शन। प्रिंस रूपर्ट के ड्रॉप्स पूर्व मिथबस्टर्स एडम सैवेज और जेमी हाइनेमैन का विवरण देने वाले वीडियो के साथ ग्लास लोकप्रिय विज्ञान के संग्रहालय के लेख से प्रिंस रूपर्ट के ड्रॉप्स के निर्माण और टूटने को दिखाने वाला वीडियो, आंतरिक तनाव के चित्र सहित रूपर्ट के ड्रॉप्स का प्रदर्शन करता है।