The new science of strong materials

Гриффитсовы трещины
По
-
видимому
,
Гриффитс думал
,
что трещины
,
которые он считал реально существующими в стекле
,
разбросаны во всем
его объеме и возникают в процессе затвердевания стекла из
-
за неспособности его молекул сомкнуться друг с другом на
отдельных участках
.
Оглядываясь назад
,
можно только удивляться тому
,
как много времени понадобилось
,
чтобы
отвергнуть это представление
.
Расчеты Гриффитса показывали
,
что трещины
-
каково бы ни было их происхождение
-
должны быть весьма узкими
,
возможно
,
порядка сотых долей длины волны обычного видимого света
.
Так как увидеть

---

VIVOS VOCO: 
Дж
. 
Гордон
, «
Почему
мы
не
проваливаемся
сквозь
пол
» - 
Часть
1
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART01.HTM
объекты
,
по размерам намного меньшие
,
чем длина волны освещающего их света
,
принципиально невозможно
,
то
рассмотреть трещины Гриффитса непосредственно через обычный оптический микроскоп
,
который в лучшем случае
позволяет видеть предметы размером около полумикрона
,
не было никакой надежды
.
Пришлось ждать появления
электронного микроскопа
,
в котором изображение создается электронами с длиной волны что
-
нибудь около
1/25 
А
,
в то
время как видимый свет имеет длину волны около
4000 
А
.
Но уже в
1937 
году
,
то есть еще до того
,
как в лабораториях появились электронные микроскопы
,
Андраде и Цинь
решили поискать трещины в стекле с помощью простого оптического микроскопа
,
прибегнув к так называемому
декорированию
.
Этот метод
,
часто весьма действенный
,
можно представить себе следующим образом
.
Пусть тонкая
проволока
,
например телеграфный провод
,
натянута так далеко от вас
,
что ее совершенно не видно
.
Но если бы удалось
как
-
то заманить на нее стаю ласточек
,
проволока сразу же бросилась бы нам в глаза
. (
По этой самой причине связисты
иногда насаживают пробки на телеграфные провода
.)
Теперь представьте себе
,
что появилась новая стая и уселась на
спины уже знакомых нам птиц
-
проволока стала еще заметнее
.
В принципе таким образом нашу проволоку можно
сделать сколь угодно толстой
.
Теперь остается лишь вспомнить
,
что некоторые вещества кристаллизуются легче
,
если на
подложке есть какие
-
то отклонения от регулярности
.
Выбрав подходящее вещество и заставив его кристаллизоваться на
какой
-
то поверхности
,
вы часто можете заметить
,
что новые кристаллы зарождаются почти исключительно на тонких
нерегулярностях этой поверхности и
,
следовательно
,
делают последние видимыми для наблюдателя
.
Андраде осаждал на поверхности стекла пары натрия
,
которые при конденсации создавали на ней сетку линий
.
Можно
было предположить
,
что это были трещины
,
но полной уверенности
,
конечно
,
не было
:
в подобном опыте нетрудно было
получить изображение марсианских каналов или любых других химер
.
Но даже если эти узоры и выявляли тончайшие
трещины на поверхности стекла
(
что
,
кажется
,
в действительности так и было
),
то это еще не служило доказательством
отсутствия в стекле внутренних трещин
.
В послевоенные
годы удалось показать
,
что исключительно прочны не только тончайшие
,
но и довольно толстые
волокна
,
если они тщательно изготовлены
.
Прочные стекловолокна от прикосновения к ним слабеют
,
а слабые
-
упрочняются
,
если удалить с них поверхностный слой химическим путем
.
Все это дало основания считать
,
что волокна
ослабляются главным образом дефектами на поверхности стекла
.
Приблизительно в
1957 
году мы с Маргарет Паррат и Дэвидом Маршем провели очень много времени за исследованиями
поверхности стекла
.
Усовершенствовав методику Андраде
,
Паррат научилась воспроизводить прекраснейшие образцы
трещин на поверхности стекол всех сортов
.
Многие из этих трещин
,
пожалуй
,
большая их часть
,
представляли собой
тончайшие волосовины
.
Плотность распределения трещин очень хорошо увязывалась с прочностью образцов различных
стекол
.
Вопрос теперь состоял только в том
,
чтобы выяснить
,
как же трещины возникали на поверхности стекол
.
Во
многих случаях сомнений насчет природы трещин не оставалось
:
трещины оказались царапинами
,
нанесенными стеклу
другими соприкасавшимися с ним твердыми телами
.
Паррат сфотографировала такие типичные трещины
(
рис
. 19
и
20).