给剪刀加个buff，轻轻松松让玻璃破防~| 正经玩_风闻

原创：中科院物理所

最近有小伙伴留言

想知道玻璃能在水里轻松剪开

到底是不是真的

这不 小编立马拿起剪刀

结果到底是打假还是证实，一试便知

实验器材

所标杯、剪刀、薄玻璃片（如载玻片）、水缸

实验过程

【注意实验安全】

如果想要尝试在空气中剪玻璃片，请务必做好对玻璃碎屑的防范，比如戴手套、护目镜等，并且依然在较深的容器中操作，方便打扫清理。

本次实验我们选用的是所里比较容易获得的载玻片，因为它的厚度与硬度相对合适，并且成本比较低，大家尽量不要使用过硬或过厚的玻璃片，以免玻璃碎屑或碎块迸溅到眼中或皮肤上。

那就首先来试一下大家都尝试过的剪圆弧

先在空气中试着剪一下

的确能感觉到剪的比较吃力

尤其是剪第一刀的时候

由于用力过大玻璃片很容易崩开

所以力道要控制好

再剪开一个口后要收住力

才能比较容易地剪出一个“圆弧”

不过也是毛毛糙糙的

 

我们再在水中试一下

在水中确实感觉第一刀下去需要的力小很多

不过在接着剪下去的时候玻璃还是很容易崩开

但是在水中玻璃的崩裂方向与空气中不同

试图剪出弧线时会有很多碎屑和条状的小块生成

但是相对的不会对这个圆弧产生太多的干扰

所以最后的圆弧就会相对光滑一些

 

上边做的一组对比实验中

确实能感受到手感的不同

在水中剪玻璃有一种“酥脆”的感觉

但是无论是在空气中还是水中

其实剪出一个圆弧都是件“技术活”

都是练习了很多次后才剪出来的，

那么相对来说手对力道的控制就是一个没有控制的变量

所以我们再来进行一组更暴力的对比试验

我们将玻璃片以不同的角度快速剪成若干碎块

来观察一下这些碎块有什么不同

空气中：

在水中：

我们将剪开后面积较大的碎块捞出来比较

还是可以看出来在不收着力去剪的情况下

在水中的碎块边缘仍然相对整齐光滑一些

不过其实二者的差距并不是特别大

在水中也会剪出毛毛糙糙的边缘

只是在统计上占比小很多

灾难现场：

原理解说

目前对于这个现象的机制解释众说纷纭，不过相对统一的就是玻璃中的二氧化硅，氧共价键断裂，容易受到水中氢氧根（OH–）的亲核攻击，而硅原子更容易受到氢氧根的吸引，因此硅氧之间的共价键很容易被氢氧根打断与水中的氢氧根离子及氢离子分别形成新的键，因此也降低了表面能，从而生成断面需要更少的能量，也就更容易剪开了。

同时，由于新生成的键之间相互排斥，玻璃就更容易顺着裂口继续向前断裂。所以如下图所示，水中玻璃表面能小，又有裂口处新键推动，所以更容易沿着A方向断裂；而空气中玻璃断裂前沿如果是在内部，由于表面能很大倾向于生成较小的新表面，就会更倾向于在附近向B方向快速断开，就形成了空气中剪出来的“层状”断口。

这大概就是水中剪出来的缺口比较光滑，而空气中比较毛糙的原因。