航天员讲课在哪里看(航天员邀你通话)

八年前的云太空课堂,你在吗?听过课的你,现在都在做什么呢?

作为国家太空实验室,也是重要的太空科普教育基地,中国空间站蕴含着得天独厚的丰富教育资源。2013年6月20日,神舟十号航天员王亚平,也就是我国首位太空教师在神舟十号航天员聂海胜、张晓光的协助下为全国6000余万中小学生开设了一场天地互动太空课堂,并进行了质量测量、单摆运动、陀螺实验、水膜实验和水球实验五个基础物理实验。

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八年前短短近五十分钟的一堂课,让无数青少年感受到了科技的魅力。榜样的力量是无穷的,当时观看直播的高二学生王楠,就被太空环境和物理实验的组合深深吸引,今年她成功圆梦,入职航天。

2021年12月9日下午3时40分左右

我们的太空授课2.0版本正式开启

依旧是由王亚平老师主讲,

神舟十三号指令长翟志刚

及航天员叶光富组成的

“感觉良好”乘组参与授课

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图源:央视新闻

“感觉良好”乘组为全球的观众们演示了失重环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等现象等8项太空授课项目。没看到直播?没关系,航知为大家梳理了这长达一小时的课程,从知识点到视频都为大家整理了出来,快收藏这份免费的太空课程,和航天员一起感受太空和科学的魅力吧!

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1. 航天员在轨工作生活场景展示

在课程的最开始,亚平老师“飘”着带我们参观了空间站的内部,包括工作区、生活区、科学试验区、健身训练区等。

2. 太空细胞学研究实验展示

接着,叶光富老师为我们展示了太空中细胞的神奇变化。我们可以看到在失重条件下细胞生长发育的有关研究。下图也可以看到细胞在跳动。

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3. 太空转身

在这个实验部分,亚平老师和孩子们做一个互动。让孩子们尝试起立向后转再转回来,孩子们完成的极其轻松。但也就是这个在地面上难度极低的动作,在太空中却难度极大,而且动作极其扭曲。

通过叶光富老师的演示我们可以知道,在太空中转身,上半身和下半身会呈现相反的方向。这其实中间蕴含着一个物理知识,叫做角动量。

中国科技馆科普讲师团副团长陈征在接受《环球时报》的采访中科普道,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”。因此,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。

而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,转身的速度就会随之而变缓。当把四肢收回时,转动惯性小,角速度就会增加,这样转动速度就会变快。王亚平老师还开玩笑地说这个动作很像花样滑冰比赛的动作。

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浮力消失实验

这个实验既简单又直观,我们都知道,轮船之所以能够在水面上运转是因为浮力的原因。在此部分中,王亚平老师让同学们在地面上用筷子将乒乓球压在水下,再松开手时乒乓球很快地就会漂浮回水面上来。但通过叶光富老师的实验我们可以看到,在空间站中将乒乓球压在水里,乒乓球是不会漂浮回水面的。

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这是什么原因?

实际上,这背后蕴含的物理知识叫做“浮力与重力伴生”。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。因此在空间站失重的条件下,浮力也会因此消失,乒乓球自然也不会浮上来。水膜张力实验&水球光学实验

在这两个实验中,我们来讨论的是和“水”有关的物理现象。

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王亚平进行水膜实验首先,在太空中失重环境下,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,而非我们在地球上所见到的水滴。

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其次,我们刚刚提到,在太空中的浮力是几乎为零的。陈征介绍称,当航天员往水球中打入一个气泡,气泡不会向上飘的原因也正是因为没有浮力。我们可以看到,水球被气泡变为了两部分,气泡周围是水。航天员的脸被正立和倒立着分别呈现出来。

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事实上,会出现这种情况的原因是因为此时的两部分水球变成了两个透镜,外圈是凸透镜,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。

泡腾片实验

我们知道,在地球上把一个泡腾片扔进水中,会出现无数的小气泡,这些小气泡会接连上浮至水面,而后消失在空气中。然而,在太空中扔一个泡腾片进水中,却有着极其不同的结果。

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这种现象来源于太空与地球最大的不同:太空是个微重力环境。我们刚刚提到,太空是一个几乎没有浮力的地方,所以,在空间站中将泡腾片扔进水中,它所产生的气泡不会上浮,而是相互挤压,水球也会被气泡撑得更大,极其漂亮。

天地互动交流

在最后的问答环节中,来自广西南宁、四川汶川、香港、澳门、北京的同学们都对航天员们提出了自己心中的疑问:如航天员在空间站中是否能像地面上一样正常行走、航天员睡觉的时候会不会飘起来、会不会做梦、空间站的水如何解决等等有意思的问题,航天员老师们也一一进行了回答。由于问题很多,有兴趣的读者们可以点进视频看看答案。

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“飞天梦永不失重,科学梦张力无限!”

相比8年前来说,我们的科技、天地通讯设备等都有了极大地提升。对于青少年的科技科普依旧重中之重。中国航天梦想的种子正在星际间不断播撒,也期待有越来越多的少年加入到中国航空航天事业的建设中来。少年强,则国强!

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