2022年03月24日08:28 | 來源：科技日報

原標題：“天宮課堂”第二課干貨滿滿

　　3月23日下午,，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講,，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平,、葉光富相互配合進行授課,，在軌演示了太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗,、水油分離實驗,、太空拋物實驗等一系列炫酷又好玩的實驗。

　　不僅好玩,，這些實驗背后,，藏著不少干貨，來聽專家們怎么解讀——

　　太空“冰雪”實驗

　　在太空“冰雪”實驗中,，王亞平在空間站上用溶液制作了一顆“冰球”,。

　　太空“冰雪”實驗實際上是空間站里的無水醋酸鈉實驗。這種實驗在太空做和在地面做有什么不同,？

　　中科院物理研究所研究員,、物理學會科普工作委員會主任魏紅祥解釋，區(qū)別主要有兩點,。

　　“首先是重力的環(huán)境,，在空間站是微重力環(huán)境，在這種環(huán)境下,，它的結(jié)晶狀況跟地面上差別還是挺大的,。” 魏紅祥說,。

　　其次就是容器的影響,。空間站里的太空“冰雪”實驗是沒有容器的,，是一個圓球狀的,，在這種情況下結(jié)晶是可以往外發(fā)展的,；如果在容器里面，由于容器的限制,，它只能往內(nèi)結(jié)晶,。

　　“在咱們空間站里面就有無容器的材料柜，其實容器對材料的生長影響還是挺大的,，因為在材料生長的過程中,，容器的形狀、表面的結(jié)晶度,、表面的粗糙度,，對晶格結(jié)構(gòu)、缺陷,、純度等都有很大影響,。” 魏紅祥說,。

　　液橋演示實驗

　　在天宮課堂的液橋演示實驗中,，水在表面張力作用下，在兩個塑料板之間搭起一座“橋”,。

　　“太空授課的液橋?qū)嶒灧浅Ｉ鷦又庇^地展現(xiàn)出液體表面張力的特性,。”北京市第十三中學教師,、天宮課堂地面主課堂授課老師李曉彤說,，在地面上沒有辦法做出像天宮課堂上這么大的液橋。

　　沒錯,，空間站上的液橋?qū)嶒?，跟地面上的液橋?qū)嶒炓灿胁煌帯?/span>

　　天宮課堂授課專家組成員、北京交通大學副教授陳征解釋說,，空間站上的液橋?qū)嶒炇峭耆谋砻鎻埩Φ谋憩F(xiàn),，而地面上的液橋?qū)嶒炇且肓穗娊橘|(zhì)極化新機制，現(xiàn)象雖然看起來相似,，但其實原理并不相同,。

　　“流體在現(xiàn)代生活當中其實是一個非常重要的組成部分,。我們通過這樣一個表面張力的實驗,，給大家更多關(guān)注和探討流體的機會，對流體多一些理解,。要知道,，解釋流體的納維爾·斯托克斯方程至今還是世界六大未解數(shù)學難題之一?！标愓髡f,。

　　“微重力流體物理實際屬于流體物理的一個新興學科,。”中國科學院力學研究所研究員康琦介紹,，在空間站上做液橋?qū)嶒灳褪俏⒅亓α黧w研究范疇,，中國空間站核心艙布局了十幾個實驗柜，其中兩個實驗柜專門聚焦微重力流體科學,。

　　太空拋物實驗

　　這次的天宮課堂上,，北京奧運會頂流“冰墩墩”也高調(diào)亮相。它在空間站上被航天員拋出后,，并沒有像在地面上那樣做曲線運動,，而是水平飛出去了。

　　這個不難理解,，畢竟在空間站微重力環(huán)境下,，物體幾乎不受重力影響嘛。不過,，這么簡單的實驗為什么要拿到空間站上去做呢,？

　　“平拋運動在我們生活當中很常見，它看似簡單,，但其中蘊含著非常豐富的科學道理,。”天宮課堂地面總課堂授課老師,、北京師范大學第二附屬中學物理教師張健說,。

　　張健介紹，平拋運動指的是在不計空氣阻力的情況下,，將物體以水平初速度拋出后,，它在重力作用下的運動。

　　不妨來做這樣的思想實驗：如果我們在高山上做平拋實驗,，把物體拋出,，它將落向地面；如果將物體拋出的速度變大,，它將會落向更遠的地方,。那么，如果拋出的速度足夠大,，它有沒有可能不落回地面,，而成為環(huán)繞地球的一顆衛(wèi)星呢？

　　“這個想法最早是由牛頓提出的,，所以我們也把這個實驗叫作牛頓的'高山大炮實驗’,。” 張健介紹,，利用中學物理知識就可以把這個“足夠大”的速度計算出來：大約8000米/秒,。

　　“這個速度稱為第一宇宙速度,，它是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是在軌運行的所有衛(wèi)星當中最大的環(huán)繞速度,。我們的空間站運行速度接近第一宇宙速度,。”張健說,。

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