Гриффитсовы трещины

По-видимому, Гриффитс думал, что трещины, которые он считал реальносуществующими в стекле, разбросаны во всем его объеме и возникают в процессезатвердевания стекла из-за неспособности его молекул сомкнуться друг сдругом на отдельных участках. Оглядываясь назад, можно только удивлятьсятому, 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 волныобычного видимого света. Так как увидеть объекты, по размерам намного меньшие,чем длина волны освещающего их света, принципиально невозможно, то рассмотретьтрещины Гриффитса непосредственно через обычный оптический микроскоп, которыйв лучшем случае позволяет видеть предметы размером около полумикрона, небыло никакой надежды. Пришлось ждать появления электронного микроскопа,в котором изображение создается электронами с длиной волны что-нибудь около1/25 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 появилисьэлектронные микроскопы, Андраде и Цинь решили поискать трещины в стеклес помощью простого оптического микроскопа, прибегнув к так называемомудекорированию. Этот метод, часто весьма действенный, можно представитьсебе следующим образом. Пусть тонкая проволока, например телеграфный провод,натянута так далеко от вас, что ее совершенно не видно. Но если бы удалоськак-то заманить на нее стаю ласточек, проволока сразу же бросилась бы намв глаза. (По этой самой причине связисты иногда насаживают пробки на телеграфныепровода.) Теперь представьте себе, что появилась новая стая и уселась наспины уже знакомых нам птиц - проволока стала еще заметнее. В принципетаким образом нашу проволоку можно сделать сколь угодно толстой. Теперьостается лишь вспомнить, что некоторые вещества кристаллизуются легче,если на подложке есть какие-то отклонения от регулярности. Выбрав подходящеевещество и заставив его кристаллизоваться на какой-то поверхности, вы частоможете заметить, что новые кристаллы зарождаются почти исключительно натонких нерегулярностях этой поверхности и, следовательно, делают последниевидимыми для наблюдателя.

Андраде осаждал на поверхности стекла пары натрия, которые при конденсациисоздавали на ней сетку линий. Можно было предположить, что это были трещины,но полной уверенности, конечно, не было: в подобном опыте нетрудно былополучить изображение марсианских каналов или любых других химер. Но дажеесли эти узоры и выявляли тончайшие трещины на поверхности стекла (что,кажется, в действительности так и было), то это еще не служило доказательствомотсутствия в стекле внутренних трещин.

В послевоенные годы удалось показать, что исключительно прочны не толькотончайшие, 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 основаниясчитать, что волокна ослабляются главным образом дефектами на поверхностистекла.

Приблизительно в 1957 году мы с Маргарет Паррат и Дэвидом Маршем провелиочень много времени за исследованиями поверхности стекла. Усовершенствовавметодику Андраде, Паррат научилась воспроизводить прекраснейшие образцытрещин на поверхности стекол всех сортов. Многие из этих трещин, пожалуй,большая их часть, представляли собой тончайшие волосовины. Плотность распределениятрещин очень хорошо увязывалась с прочностью образцов различных стекол.Вопрос теперь состоял только в том, чтобы выяснить, как же трещины возникалина поверхности стекол. Во многих случаях сомнений насчет природы трещинне оставалось: трещины оказались царапинами, нанесенными стеклу другимисоприкасавшимися с ним твердыми телами. Паррат сфотографировала такие типичныетрещины