每天出行時，會發現公交車、地鐵、高鐵車窗玻璃上都裝了破窗器。如遇危險，需從窗戶逃生，乘客可利用破窗器輕鬆地將堅固的鋼化窗戶玻璃擊碎，從而開啟救命通道。

所以大家有沒有想過，小小的破窗戶怎麼能輕易的把窗戶玻璃打碎？有什麼特別的道理嗎？

要探討這一問題，我們首先需要弄清楚兩種截然不同的材料特性——脆性和韌性。

物質物理特性：脆與韌性

正如可燃與不可燃、透明與不透明等物質一樣，脆性和韌性是物質的一對截然相反的物理性質，可用於描述固體材料的變形能力。

簡而言之，假設某一固體材料在受到外力如拉伸、壓縮或扭轉等外力作用而被破壞前會有明顯的變形，則將其視為韌性材料，如橡膠、肉塊中的筋等；相反，如果某個固體材料在被破壞前有明顯的變形，則我們將其視為脆性材料，如石塊、玻璃等。

玻璃作為一種典型的脆性材料，當玻璃某一區域性區域因損傷而產生裂紋時，這些裂紋迅速向外擴充套件，導致整個玻璃的破碎。

另外，用來製作汽車玻璃是經過特殊處理的鋼化玻璃。鋼化玻璃在初始損傷點向外擴散的裂紋數量較普通玻璃多，且密度較大，最終形成數不清的小玻璃渣，不僅有利於高效破窗，而且還能避免威脅乘客安全的尖角。

就是基於玻璃的這一物理特性，破窗器才能做到高效破窗！

手動破窗器：動能破窗

在公共交通工具上使用最多的破窗器是手動破窗器，也叫安全錘。

保險錘的結構很簡單，一般是由手柄和鋼製錘頭組成。和一般的圓頭錘相比，這種錘頭有尖頭。

物理教科書上講過，在相同壓力下，接觸面積越小，壓強越大。因此，頭部鋒利的安全錘比普通錘頭更容易對車窗玻璃造成最初的損傷。

當你用安全錘開啟窗戶的時候，我們需要抓住手柄，然後用錘子敲開最後用力敲擊玻璃。這一過程中，手臂對安全錘產生的動能轉換成內能，這些能量聚集在撞擊點附近。在內能足夠大的情況下，在撞擊點附近，車窗玻璃會產生初始損傷。

但是，透過前面的研究我們可以發現，安全錘有著難以忽視的缺點：用手拿安全錘時，需要較大的空間；對於兒童、老人等力量比較弱的乘客來說，安全錘有很大的缺點。這樣，當遇到危險時，安全錘很可能無法發揮其預定的破窗作用。

自破窗裝置：勢能破窗

為了克服上述手動破窗器的缺點，逐漸出現了自動破窗器，並將逐步安裝到我國公交車輛中。

這麼高效的自動破窗裝置又用了什麼原理呢？現在，市場上常見的各類自動破窗器基本上都是一樣的，一般都是由尖銳的撞針和觸發器組成。

擊針的作用原理和手動破窗器一樣，都是透過減小接觸面積來提高衝擊點對玻璃施加的壓力。和保險錘不同的是，針所需要的動能來自高強度的彈簧，這是安裝在安全錘裡面的。

高強度彈簧被固定在破碎窗內，處於壓縮狀態，儲存有大量彈性勢能。按下、旋轉按鈕（或溫度、煙霧等感應器自動觸發），破窗器立即解除對彈簧的限制。隨後，被釋放的高強度彈簧在瞬間將彈性勢能傳遞到與之接觸的針上，成功地擊破了車窗玻璃。

這種破窗器的優點十分明顯：使用時所需空間非常小；適合任何體質的乘客，成功率較高。

多功能汽車安全錘逃生脫困破窗器

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為什麼破窗要敲玻璃的一角？

理解了破窗器的工作原理，現在我們再來想一想：為什麼要敲窗戶玻璃的一角？擊打中間位置可以嗎？

破碎窗戶敲擊位置的選擇，與破窗效率有關。儘管玻璃是一種脆性材料，但它在損傷發生前仍存在一個可恢復的彈性階段。

如果破碎窗器的敲擊位置在車窗玻璃正中心處，則在初始損傷發生之前，玻璃將呈現較大的彈性變形階段。這種彈性變形會消耗部分破窗的動能，從而降低破窗的效率。

反過來說，如果破窗器敲擊位置在窗戶玻璃的一角，那麼車窗玻璃框就會對車窗玻璃起到明顯的約束作用，使其不能出現較大的彈性變形，從而使破窗器的動能能夠“物盡其用”，最大程度地造成玻璃的初始損傷。