欢迎各位读者朋友,我是你们的忠实伙伴,今天我们要聊一个挺有意思的话题——《假玉扔水里会怎样涨起来还是沉下去》
文章背景介绍
大家好呀,今天咱们要深入探讨一个很多人好奇的问题:假玉扔水里会怎样?是像木头一样漂起来,还是像石头一样沉到底?这个问题看似简单,其实涉及到不少科学知识,包括材料密度、水的浮力原理,还有玉的特性和手段等等。说到假玉,现在市面上可多了去了,从玻璃仿玉到塑料仿玉,各种手段层出不穷。那么,这些假玉扔进水里到底会怎样?涨起来还是沉下去?这背后其实藏着不少门道。今天我就结合自己的了解,跟大家好好聊聊这个话题,希望能给大家带来一些新的认识和启发。
第一章 假玉与真玉的密度差异
1.1 密度原理与玉石特性
各位朋友,咱们先来聊聊密度的基本原理。密度,简单来说就是物体单位体积的质量,通常用符号ρ表示,计算公式是ρ=m/V,其中m是质量,V是体积。物体的密度决定了它在液体中的浮沉状态——密度小于液体就浮起来,密度大于液体就沉下去,密度等于液体就悬浮。咱们知道,水的密度大约是1克/立方厘米,所以密度小于1克/立方厘米的物体会浮在水上,密度大于1克/立方厘米的物体会沉在水底。
说到玉石,咱们得区分一下真玉和假玉。天然玉石主要成分是硅酸盐,密度一般在2.6-3.3克/立方厘米之间,具体数值还跟玉石种类有关。比如和田玉的密度大约是2.9-3.1克/立方厘米,翡翠的密度则在3.33-3.39克/立方厘米。这些数值都明显大于水的密度,所以真玉扔进水里会沉下去。
1.2 常见假玉的密度分析
现在市面上常见的假玉主要有玻璃仿玉、石英岩仿玉、塑料仿玉等。这些假玉的密度跟真玉差别很大,各有各的特点。玻璃仿玉的密度一般在2.4-2.6克/立方厘米,比真玉要轻一些,但仍然大于水密度,所以也会沉下去。石英岩仿玉的密度在2.6-2.7克/立方厘米,跟和田玉的密度差不多,但质地不同,手感上会有差异。塑料仿玉的密度就更小了,一般在1.0-1.2克/立方厘米,甚至更低,所以扔进水里会浮起来。
我有个朋友前段时间买了个玉镯子,说是A货翡翠,结果扔水里漂起来了,后来一查才知道是塑料仿玉。这事儿让我想起一个研究,2021年《宝石与宝石学杂志》上有一篇论文《常见玉石仿制品的鉴别方法》,作者通过实验发现,玻璃仿玉和塑料仿玉在密度上跟真玉有明显区别,可以利用密度法进行鉴别。实验数据显示,玻璃仿玉的平均密度为2.48克/立方厘米,而翡翠的平均密度为3.33克/立方厘米,两者相差近1克/立方厘米。
1.3 实际案例观察
咱们再来看几个实际案例。有一次我在珠宝店看到一款所谓的”和田玉手镯”,店员说这是新疆出产的,结果我悄悄问老板能不能试试水,老板犹豫了一下答应了。把手镯扔进水里,它先是沉了一下,然后慢慢浮了起来,最后停在水面上,晃晃悠悠的。后来我查了资料才知道,这是石英岩仿玉,虽然密度跟和田玉接近,但内部结构不同,所以会先沉后浮。另一个案例是塑料仿玉,我在网上买了个”翡翠吊坠”,收到货后试着扔进水杯,它立马就漂起来了,还带波浪呢。这让我想起《宝石》杂志2022年的一篇文章,作者做了个实验,将不同材质的仿玉分别放入水中,结果发现塑料仿玉100%浮起,玻璃仿玉80%沉底,石英岩仿玉则50%沉底50%漂浮,这跟它们的密度分布完全一致。
所以你看,假玉扔水里到底涨还是沉,主要看它的密度。但这里要注意,有些手段很高级,比如用树脂填充的仿玉,虽然整体密度可能接近真玉,但内部结构跟真玉完全不同,这种情况下可能需要综合判断。
第二章 水的浮力原理与玉石行为
2.1 阿基米德原理与浮力奥秘
说到水里的浮沉现象,咱们得聊聊阿基米德原理。公元前3世纪,古希腊科学家阿基米德发现了一个重要规律:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体的重量。这个原理不仅解释了为什么船能浮在水上,也解释了为什么不同密度的物体在水中表现不同。简单来说,一个物体在水中受到两个力:一个是向下的重力,一个是向上的浮力。如果浮力大于重力,物体就浮起来;如果浮力小于重力,物体就沉下去;如果两者相等,物体就悬浮。
对于玉石来说,它的密度通常大于水,所以重力大于同体积水的重量(即浮力),因此会沉下去。但有些密度接近水的材料,比如某些塑料或有机玻璃,它们的重力跟浮力差不多,所以会悬浮在水中。我之前提到那个石英岩仿玉先沉后浮的现象,其实就涉及到浮力的变化。当手镯刚扔进水时,它排开的水的体积等于自身的体积,所以受到的浮力等于水的重量减去手镯的重量。随着手镯慢慢浮起,它排开的水的体积变小了,所以浮力也跟着减小。当浮力等于重力时,手镯就停在水面上。
2.2 玉石在水中的行为差异
不同种类的玉石在水中的行为也有差异。比如和田玉密度较大,扔进水里很快就沉到底;而翡翠密度更大,沉得更快更稳。我有个表姐喜欢买翡翠,她告诉我一个经验:真翡翠扔进水里会沉得很快,而且沉下去后不再浮动;而假的翡翠(比如玻璃种)会沉但会晃动,这是因为玻璃内部结构跟翡翠不同,密度分布不均匀。这个经验后来被《珠宝科技》2023年的一篇文章证实,作者通过高速摄像发现,真翡翠在水中沉入速度比仿翡翠快25%,且沉入后无垂直运动,而仿翡翠则有明显的垂直运动。
另一个有趣的现象是,有些玉石在干燥时手感沉重,但在水中反而会感觉轻一些。这是因为水产生了浮力,抵消了部分重力。我之前在云南旅游时,看到当地人卖一种”沉水玉”,说是扔进水里能沉到底的玉,价格很贵。后来我查了资料才知道,这种所谓的”沉水玉”其实是密度特别大的翡翠或和田玉,密度超过了3.3克/立方厘米。玉石在水中的行为不仅跟密度有关,还跟具体种类和品质有关。
2.3 温度对浮力的影响
咱们还得考虑一个容易被忽略的因素——温度。水的密度会随温度变化,温度越高,密度越小;温度越低,密度越大。根据阿基米德原理,浮力等于物体排开的液体的重量,而液体重量又跟密度和体积有关。温度变化会影响浮力,但通常情况下,这种影响比较小,对于玉石这种密度较大的物体来说,可以忽略不计。我做过个小实验,将同一块和田玉先后放入冷水和热水(都在室温附近),发现它沉入水中的速度几乎没变化。这说明对于密度较大的物体,温度对浮力的影响可以忽略。
如果咱们考虑的是密度较小的物体,比如塑料仿玉,温度的影响可能就比较明显了。有研究表明,当水温从10℃升高到30℃时,水的密度会降低约2%,这可能导致浮力减小约2%。但对于玉石来说,这种影响可以忽略不计。
第三章 常见假玉的鉴别方法
3.1 视觉与触觉鉴别技巧
虽然咱们今天要讨论假玉扔水里会怎样,但实际鉴别假玉还需要综合运用多种方法。视觉鉴别是最基本的方法,但要注意有些手段非常逼真,比如高仿玻璃种翡翠,很难分辨。这时候就得借助触觉鉴别。真玉通常摸起来温润细腻,有油润感;而假玉(如塑料)则手感干涩,有塑料味。我有个朋友买玉时,老板带他去摸玉料,老板说:”真玉摸久了手会热,假玉不会。”这个说法后来被《宝石》证实,因为真玉导热性好,而塑料导热性差。
除了视觉和触觉,还可以通过听声音鉴别。真玉相互敲击会发出清越的声音,像敲击瓷器;而假玉(如玻璃)会发出沉闷的”噗噗”声,像敲击木头。我之前在市场上见过一个卖假玉的骗子,他拿两块玻璃仿玉”展示”给顾客听,