前两天,中国天和空间站上的宇航员给全国的小朋友进行了一次太空授课,堪称最贵网课。不过收看是免费的,这么有意义的事,一定要带着小宝贝一起看。看过之后,觉得还是非常有趣的,太空生活很奇妙。
首先主讲“老师”这次太空任务唯一的女宇航员王亚萍,带大家参观了一下空间站的居住环境,中国的空间站还没有完全建成,目前在轨道上的只有“天和”核心舱,核心舱有两个舱段——小柱段和大柱段,小柱段是航天员生活休息的地方,每个人都有自己铺位,还是挺宽敞的,王亚萍的铺位旁边还有个小窗户,可以从太空中欣赏地球景色。
接下来就是演示实验了,做的几个实验大都是和水有关的,太空中是失重环境,水的形态和规律和地面上很不一样。首先,在太空中水是没有浮力的,因为浮力来源于物体表面受到的压力差。而水的压力就是水本身受到的重力。所以失重的环境中水的浮力就消失了。
同样,在失重环境中,水的内部压力几乎忽略不计,在地面上水的表面张力只能承担水黾这种小虫子的体重,在太空中却足以把大量的水束缚住形成一个水膜。
还可以持续注入水,变成一个水球,水球就像一个凸透镜,可以成一个倒立的像。
然后宇航员们又在水球中间打入一个气泡,由于失重环境中没有浮力,气泡并不会跑掉,而是悬浮在水球中间,这个时候可以看到水球中间有一正一反两个像,宇航员们给小朋友们提了个思考题,问为什么会有一正一反两个像。其实原来很简单,光经过水球时发生了两次折射,一次是从空气进入水中时,一次是从水中进入空气时。两次折射,光线偏折的角度正好相反,所以形成一正一反两个像。
和水有关的最后一个实验是泡腾片实验,王亚萍老师先把水球用颜料染成蓝色,然后塞进去一个黄色的泡腾片,泡腾片遇水后放出大量气泡,由于没有浮力,并且被表面张力形成的水膜束缚,气泡仍然留在水球内,并不逃逸。这个蓝色水球就变成了一个迷你地球的样子。(见题图)。
太空中的失重环境排除了重力影响,也是演示运动定律非常好的环境。在运动定律中有一项角动量守恒定律。我们在地面上我们可以轻松转身是因为脚与地面的摩擦力相互作用。在空间站上,当人体悬浮在空中,排除摩擦力后,就会发现,像地面上那样转身并不能让身体翻转180度,这就是因为角动量守恒,上半身往左转的时候,下半身必然向右转。
那有没有什么办法实现转身这个动作呢,当然可以,而且还是利用角动量守恒的原理,只要一直向一个方向旋转胳膊,身体就会一直向相反的方向旋转,实现转身。虽然道理很简单,但能够亲眼看到,还是很有趣的。
虽然都是一些比较简单的科学原理,但是将失重环境下和平时地面环境的不同展现得淋漓尽致。让像小宝贝这样的孩子对科学产生了兴趣。中国航天确实做了一件非常有意义的事。