昨天

神舟十三號乘組航天員

翟志剛、王亞平、葉光富

在中國空間站進(jìn)行了

太！空！授！課！

一個接一個的項目

精彩紛呈

本次太空授課活動

采取天地互動方式進(jìn)行

在中國科技館設(shè)置地面主課堂

在廣西南寧、四川汶川、香港、澳門

設(shè)置地面分課堂

3名航天員

在軌介紹展示了

中國空間站工作生活場景

演示微重力環(huán)境下

細(xì)胞學(xué)實驗、物體運(yùn)動、液體表面張力等現(xiàn)象

與地面課堂進(jìn)行實時交流

天宮課堂的首次開課為何選擇這些項目

作為授課內(nèi)容？

每一項實驗背后又蘊(yùn)含著什么知識點呢？

一起來看……

太空轉(zhuǎn)身

知識點：角動量

在今天進(jìn)行的太空授課中，三位航天員首先為大家展示了在太空中轉(zhuǎn)身的神奇現(xiàn)象。這個原本在地面上難度系數(shù)為零的普通動作，在太空中卻隱藏著很高的物理知識。

葉光富示范太空轉(zhuǎn)身

中國科技館科普講師團(tuán)副團(tuán)長陳征告訴記者，太空轉(zhuǎn)身實驗的核心關(guān)鍵詞叫做角動量。角動量是描述物體轉(zhuǎn)動的物理量。這個試驗所展現(xiàn)的是在微重力的環(huán)境中，航天員在不接觸空間站的情況下，類似于理想狀態(tài)下驗證“沒有外力矩，物體會處于角動量守恒”。航天員上半身向左轉(zhuǎn)動時，按照角動量守衡的原則，下半身就會向右轉(zhuǎn)。

另一個動作是航天員伸展身體的時候，因為質(zhì)量分布得離旋轉(zhuǎn)軸比較遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動慣性比較大，所以角速度就減慢，通俗地說就是轉(zhuǎn)得慢了。而當(dāng)把四肢收回時，轉(zhuǎn)動慣性小，角速度就會增加，直觀感受就是轉(zhuǎn)動速度變快了。

浮力消失實驗

知識點：浮力與重力伴生

在很多科幻電影中都曾出現(xiàn)過這樣的鏡頭：一旦重力消失，浮力也就沒了，人們在游泳的時候都會變得更艱難。太空老師王亞平所開展的浮力消失實驗，展現(xiàn)的就是這一現(xiàn)象。

王亞平、葉光富展示浮力消失實驗

陳征告訴記者，這項實驗所展現(xiàn)的是浮力和重力伴生的現(xiàn)象。浮力來源于重力引起的液體在不同深度的壓強(qiáng)差。當(dāng)重力消失時，液體內(nèi)部壓強(qiáng)相同，浮力也就消失了。不過地球表面難以讓浮力消失，這個試驗很難直觀地展示出來。在空間站的微重力條件下，浮力和重力之間的伴生關(guān)系就可以非常清楚地顯現(xiàn)。

王亞平、葉光富展示水膜張力實驗

（這朵小花還是王亞平和女兒一起制作的哦）

水球光學(xué)實驗

知識點：凸透鏡成像原理

航天員葉光富所展示的太空水球光學(xué)實驗，則同時展現(xiàn)了三個物理原理。

陳征介紹稱，當(dāng)航天員往水球中打入一個氣泡，因為在太空中浮力已經(jīng)消失了，所以氣泡不會向上飄，而是老老實實待在水球中，水球因此被氣泡變?yōu)榱藘刹糠郑�中間是空氣，氣泡周圍是水。這個時候整個水球就變成了兩個透鏡，外圈成為了一個凸透鏡，所以呈現(xiàn)出一個倒立的像，內(nèi)圈相當(dāng)于變成了兩個凹透鏡的組合，這個時候又出現(xiàn)了一個正立的像。因此可以在水球中同時看到一正一倒的兩個像。

這項實驗其實體現(xiàn)了三個物理現(xiàn)象，首先就是在失重環(huán)境下，水滴會在表面張力的作用下收縮成一個接近完美球體的水球，而在地面上，因為受重力影響，水滴呈現(xiàn)為水滴形，幾乎不可能獲得一個完美的水球。其次，就是這個水球可以被看成是一個凸透鏡，如果你站在這個凸透鏡的兩倍焦距以外，就看到的就是一個倒立的實像。最后，就是在水球中打入一個氣泡，因為太空中浮力消失，這個氣泡不會飄出來，它就老老實實地待在里邊。

這個實驗在地面上其實可以通過玻璃去模擬，但是肯定沒有水球呈現(xiàn)的效果好。

泡騰片實驗

知識點：微重力環(huán)境

航天員所進(jìn)行的泡騰片實驗，是本次太空授課中的一項趣味性實驗。

陳征介紹，在地面環(huán)境中，將泡騰片扔進(jìn)水球里，就能看到氣泡上浮，可在中國空間站的失重環(huán)境中，因為浮力的消失，泡騰片扔進(jìn)水中的產(chǎn)生的氣泡不再上浮，而是相互擠壓，最后就會形成一個很有意思的樣子，這個水球也會被氣泡撐得更大，就能看到水球一點點膨脹的效果。

因為空間站和地面最大的不同就是空間站是微重力環(huán)境，但是微重力環(huán)境對常人而言只是一個名詞，通過這些實驗大家就能夠知道微重力環(huán)境下，許多物理現(xiàn)象和地面環(huán)境有所不同了。

陳征表示，這一次太空授課之所以選擇這幾項物理實驗，是基于多方面的考慮，首先是從安全的角度而言，太空授課所開展的試驗一定是要在保障中國空間站正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行的，因為中國空間站是一個全新的空間站，航天員有許多的工作需要做。所以太空授課的試驗首先一定是確保安全，這是壓倒一切的準(zhǔn)則。

其次是從教學(xué)的角度而言，天上和地下有著明顯的區(qū)別，所以需要挑選一些能夠看出明顯的天地差異的試驗項目，這樣才能讓大家直觀能夠感受到空間站太空環(huán)境和地面環(huán)境的不同。

最后是希望太空授課的實驗內(nèi)容和過程不會對航天員造成過重的負(fù)擔(dān)。因為航天員在空間站的工作非常繁忙，工作量非常大，太空授課的內(nèi)容，操作不應(yīng)太復(fù)雜，應(yīng)該盡量簡便，能快速展現(xiàn)效果，不能消耗過長的時間，更不能加大航天員的工作壓力。

是不是很精彩？！

還不過癮？

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來源 |廣東教育傳媒綜合新華社、央視新聞、科普中國、光明網(wǎng)、環(huán)球時報、齊魯晚報、四川日報等

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