原标题:宇宙级精彩!太空之花“绽放”、太空水球“沸腾”
来源:重庆发布
据中国载人航天工程办公室消息
12月9日15:40
“天宫课堂”第一课正式开讲
“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富
首次在中国空间站为广大青少年
带来了一场约60分钟的太空科普课
一个个太空实验
堪称宇宙级精彩
一睹为快
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如何减轻失重对身体的影响?
航天员有个“秘密武器”
失重环境会导致人体的血液分布和地面不同
下肢的血液会上涌
进而影响人体的健康
如何减轻失重对身体的影响
一起来看航天员的“秘密武器”
浮力消失实验
在地面上
乒乓球放入水里,会浮到水面上
那么在太空中做同样的实验
乒乓球“浮不浮”?
答案是不浮!
泡腾片实验
泡腾片遇到水之后
一般会产生很多气泡
那么在太空
泡腾片与水球相遇会发生什么?
答案是
变成一个充满欢乐的“气泡球”
而且阵阵飘香
水膜实验
在水膜实验中
王亚平将她和女儿
在地球上制作的花朵折纸
放进水膜
美丽的花朵瞬间绽放
见证神奇时刻
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水球光学实验
王亚平往水膜里注入水
就得到了一个水球
接着往水球中注入一个气泡
神奇的景象出现了
透过水球和气泡能看到
一正一反两个像
这是怎么回事?
太空细胞学研究实验展示
“天宫课堂”上
航天员叶光富给大家展示了
失重条件下的细胞生长发育研究
荧光显微镜下观察到的心肌细胞
一闪一闪地跳动
天宫课堂首次开课
这些实验背后蕴含着什么知识点?
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太空转身
知识点:角动量
三位航天员为大家展示在太空中转身的神奇现象。这个原本在地面上难度系数为零的普通动作,在太空中却隐藏着很高的物理知识。
叶光富示范太空转身
中国科技馆科普讲师团副团长陈征表示,太空转身实验的核心关键词叫做角动量。角动量是描述物体转动的物理量。这个试验所展现的是在微重力的环境中,航天员在不接触空间站的情况下,类似于理想状态下验证“没有外力矩,物体会处于角动量守恒”。航天员上半身向左转动时,按照角动量守衡的原则,下半身就会向右转。
另一个动作是航天员伸展身体的时候,因为质量分布得离旋转轴比较远,转动惯性比较大,所以角速度就减慢,通俗地说就是转得慢了。而当把四肢收回时,转动惯性小,角速度就会增加,直观感受就是转动速度变快了。
浮力消失实验
知识点:浮力与重力伴生
这项实验所展现的是浮力和重力伴生的现象。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压强差。当重力消失时,液体内部压强相同,浮力也就消失了。不过地球表面难以让浮力消失,这个试验很难直观地展示出来。在空间站的微重力条件下,浮力和重力之间的伴生关系就可以非常清楚地显现。
水球光学实验
知识点:凸透镜成像原理
航天员叶光富所展示的太空水球光学实验,同时展现了三个物理原理。
当航天员往水球中打入一个气泡,因为在太空中浮力已经消失了,所以气泡不会向上飘,而是待在水球中,水球因此被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈成为了一个凸透镜,所以呈现出一个倒立的像,内圈相当于变成了两个凹透镜的组合,这个时候又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像。
这项实验体现了三个物理现象,首先就是在失重环境下,水滴会在表面张力的作用下收缩成一个接近完美球体的水球,而在地面上,因为受重力影响,水滴呈现为水滴形,几乎不可能获得一个完美的水球。其次,就是这个水球可以被看成是一个凸透镜,如果你站在这个凸透镜的两倍焦距以外,就看到的就是一个倒立的实像。最后,就是在水球中打入一个气泡,因为太空中浮力消失,这个气泡不会飘出来,它就老老实实的待在里边。
泡腾片实验
知识点:微重力环境
航天员所进行的泡腾片实验,是本次太空授课中的一项趣味性实验。
在地面环境中,将泡腾片扔进水球里,就能看到气泡上浮,可在中国空间站的失重环境中,因为浮力的消失,泡腾片扔进水中的产生的气泡不再上浮,而是相互挤压,最后就会形成一个很有意思的样子,这个水球也会被气泡撑得更大,就能看到水球一点点膨胀的效果。
因为空间站和地面最大的不同就是空间站是微重力环境,但是微重力环境对常人而言只是一个名词,通过这些实验大家就能够知道微重力环境下,许多物理现象和地面环境有所不同了。