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亞平牽手冰墩墩 太空拋物做實驗
http://www.CRNTT.com   2022-03-24 14:37:19


3月23日,“天宮課堂”第二課開講,“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站再次帶來一堂精彩的太空科普課。圖為太空拋物實驗中,王亞平手持冰墩墩講解實驗流程(視頻截圖)
  中評社香港3月24日電/大公報報道,3月23日15時44分,天宮課堂第二課在中國空間站開講,神舟十三號航天員、“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富再次帶來一堂精彩的太空科普課:太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗,航天員們利用空間站獨有的微重力環境,向同學們深入淺出講解實驗現象背後的科學原理。太空“冰雪”實驗中,王亞平用過飽和乙酸鈉溶液“變”出一顆“冰球”;液橋演示實驗中,兩片塑料板上的水在板間連起了一座“橋”,距離拉遠,液橋不斷;太空拋物實驗中,北京冬奧會吉祥物冰墩墩驚喜亮相,充當“助教”,在太空玩起空翻。

  本次太空授課約有45分鐘,由中央廣播電視總台進行全程現場直播,在中國科技館設地面主課堂,在西藏拉薩、新疆烏魯木齊設2個地面分課堂。

  在太空“冰雪”實驗演示中,王亞平利用過飽和乙酸鈉溶液“變”出了一顆表面結晶的液體球,這個液體球長得像冰球,其實卻是個熱球。專家表示,這個試驗實際上是過飽和乙酸鈉溶液形核、結晶的過程。在地面上進行結晶實驗時,晶體的樣子可能因容器形狀不同有很大差異,在空間站微重力環境中,晶體並不受容器的限制,可以懸浮在半空自由生長。

  在液橋演示實驗中,葉光富將水球分別擠在兩塊液橋板上。王亞平將兩個水球拉近,在剛開始相碰時水球不會相溶,讓它們靠近再拉開後,在表面張力的作用下,水將兩個液橋板接在一起,液橋變得更細、更長,仍然沒有斷開。專家表示,微重力環境與液體表面張力是液橋得以成形的主要原因,航天員輕鬆演示出比地面大數百倍的液橋,這在地面上是不可能看到的景象。

  “人體離心機”助水油分離

  在水油分離試驗中,王亞平用力搖晃裝有水和油的瓶子,讓水油充分混合,瓶中水油混合成為黃色的液體,與地面上的水油分離完全不同。隨後,葉光富當起了“人體離心機”,用一根繩子套住水和油的溶液瓶,掄起在空中旋轉。數圈後,水油明顯分離,油在上層,水在下層。專家表示,水油在天上成功分離的原因是,瓶子高速旋轉時類似離心機,可以理解為離心作用使得浮力重新出現。

  太空拋物實驗尤其精彩,只見王亞平“變”出“頂流”冰墩墩的玩偶,她將冰墩墩拋向葉光富,冰墩墩並沒有像在地面上那樣做曲線運動,而是水平飛了出去。專家表示,這看似簡單的平拋運動,在著名科學家牛頓的腦海里被放大到宇宙尺度。既然在地面上拋出物體的速度越快,它就能落到更遠的地方,那如果拋出物體的速度足夠大,它是否能成為環繞地球的衛星?這個思想實驗也被稱為“牛頓的高山大炮實驗”,由它引出的第一宇宙速度等概念,成了發射人造衛星、空間站的重要依據。

  數位學生表示,水油分離實驗給他們留下了深刻印象。在地面上,水和油自然分層,油在上水在下,然而在空間站,水和油經過搖晃後會混合在一起。在太空拋物實驗中,“冰墩墩”的驚喜亮相得到現場同學的積極回應,讓地面看到“天宮”實驗的神奇之處。
 


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