天宫课堂
1. 航天员在轨工作生活场景展示
微重力环境下,由于失重,航天员在舱内飞来飞去,完成各项活动。随着科技的发展,宇航员的生活条件已得到很大改善,可以通过利用特制器械进行个性化方案锻炼。
2. 太空细胞学研究实验展示
研究失重条件下细胞生长发育的情况,张亚平说“细胞在太空中还是很神奇的,甚至可以看到它的跳动”叶光富说“它们在里面蹦跶着,好像在说‘我们活得好着呢’”。
3. 太空转身
叶光富转身的时候,上半身向左转,下半身向右转,上半身向右转,下半身向左转,上下总是拧着的,无法像在地面那样快速转身,
(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。)
中国科技馆科普讲师团副团长陈征告诉《环球时报》记者,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。
4. 浮力消失实验
乒乓球放到水里以后,不再上浮,而是停在了水中,是因为浮力消失。
(陈征告诉《环球时报》记者,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。)
5. 水膜张力实验
在水膜上放折纸,亚平老师和她女儿做的花太空绽放,亚平老师说:“同学们,你们都是祖国的未来,希望你们都能在广袤的太空绽放”。
6. 水球光学实验
继续注水,水膜变成水球,开始神奇之旅,是因为微重力下表面张力显神威。透过水球,映现出亚平老师的倒像,中间注入大气泡,又可以得到正倒两个影像。
(陈征介绍称,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,而是老老实实待在水球中,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。)
7. 泡腾片实验
太空教师王亚平将泡腾片放入蓝色水球中,失重环境下,泡腾片不断产生气泡,水球逐渐变成了一个充满欢乐的“气泡球”。
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