“天宫课堂”第四课开课了！

神舟十六号航天员

景海鹏、朱杨柱、桂海潮

面向全国青少年进行太空科普授课

这是中国航天员

首次在梦天实验舱内进行授课

“天宫课堂”第四课

干货满满、精彩无限

快来一起回顾这些知识点吧

↓↓↓

蜡烛燃烧

在空间站和地面有啥区别？

在本次太空授课中，航天员在我国空间站内进行了首次蜡烛点火实验。

由于微重力环境几乎消除了浮力对流，燃烧后的气体，向各个方面运动的趋势相同。因此不管蜡烛的方向朝向哪里，火焰都近似球形。

而在地面，由于受重力的作用，燃烧后的热气上升，冷气下降，形成了浮力对流。因此，蜡烛的火焰呈锥形。

此外，在空间站里，燃烧对流十分微弱，氧气的补充不如地面及时，因此蜡烛的燃烧也不如地面充分，火焰的温度也会更低。

在空间站

可以用水球打“乒乓球”大赛

进行一场空间站“乒乓球”友谊赛，需要用什么装备？

答案是：球拍、毛巾、水球。使用普通球拍，水球“乒乓球”没有破裂，而是牢牢粘在球拍上。

使用毛巾加工成的球拍，水球不仅没有被吸收，反而弹开了。

这是因为除了表面张力，使水球不容易破裂之外，毛巾的表面布满了疏水的微绒毛，有很好的疏水性能。

比赛结束后，太空“乒乓球”赛专用水球，还被一口吞掉。

全程高能！在来自天宫的课堂上，航天员居然吞了“乒乓球”？

自转的陀螺改变方向

能带动航天员一起转？

在空间站，航天员手握快速自转的陀螺，改变陀螺的方向，航天员的身体也会随之运动。

这是由于陀螺快速自转产生了角动量，再改变它的方向时，角动量会产生显著的变化，陀螺与航天员的手产生了反作用力学，从而让航天员轻松地实现了转身。

据悉，本次授课活动

分别在北京、内蒙古阿拉善盟

陕西延安、安徽桐城及浙江宁波

设置了5个地面课堂

约2800名学生代表参加了现场活动

@家长们

前3课知识点你家孩子还记得吗？

这些重点

快来复习！

“天宫课堂”第一课

2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开讲，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行“太空授课”。

01

浮力消失实验

在地面上，乒乓球放入水里，会浮到水面上，那么在太空中做同样的实验乒乓球“浮不浮”？

答案是：不浮！

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。

02

泡腾片实验

泡腾片遇到水之后一般会产生很多气泡，那么在太空，泡腾片与水球相遇会发生什么？

答案是：变成一个充满欢乐的“气泡球”，而且阵阵飘香~

在地面环境中，将泡腾片扔进水球里，就能看到气泡上浮，可在中国空间站的失重环境中，因为浮力的消失，泡腾片扔进水中的产生的气泡不再上浮，而是相互挤压，最后就会形成一个很有意思的样子，这个水球也会被气泡撑得更大，就能看到水球一点点膨胀的效果。

03

水膜实验

在水膜实验中，王亚平将她和女儿在地球上制作的花朵折纸放进水膜，美丽的花朵瞬间绽放，快来见证这神奇时刻。

04

水球光学实验

王亚平往水膜里注入水，就得到了一个水球，接着往水球中注入一个气泡，神奇的景象出现了：透过水球和气泡能看到一正一反两个像。这是怎么回事？

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。

05

太空细胞学研究实验展示

“天宫课堂”上，航天员叶光富给大家展示了，失重条件下的细胞生长发育研究。荧光显微镜下观察到的心肌细胞，一闪一闪地跳动。

“天宫课堂”第二课

“天宫课堂”第二课于2022年3月23日在中国空间站开讲，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课。

01

太空“冰雪”实验

在“四季如春”的中国空间站里，王亚平制作了一颗晶莹剔透的“冰球”——液体球结晶，外观像“冰球”实为“热球”。

在地面上，利用饱和液体结晶是分离和提纯固体物质的一种方法。

过饱和溶液是指浓度超过理论平衡浓度的溶液，多余的溶质会析出结晶，通过过滤、洗涤、烘干等步骤可以提取到纯度更高的固体物质。

过饱和溶液是一种不稳定的状态，受到外界因素扰动时，容易结晶。结晶会受很多因素影响，如温度、压力、剪切力、超声、外界磁场等。结晶的过程是在外界因素的影响下首先形成晶核，晶核逐渐长大完成结晶过程。

“天宫课堂”中王亚平老师在前两次挤过饱和溶液的过程中，在管口即发生结晶现象也说明了过饱和溶液的不稳定性，挤压带来的压力诱导了结晶。

02

液桥演示实验

地面重力环境下，水的表面张力微不足道，那么在太空的微重力环境下，液体的表面张力有多强？居然可以搭一座桥！

液体表面张力是作用于液体表面，使液体表面积缩小的力。液体都具有表面张力，尤其在失重作用下，表面张力更会“大显神威”。

表面张力使得液体表面相当于存在一个类似“弹性薄膜”一样的东西，束缚着液体的运动。它的本质是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就比如拉开弹簧时，弹簧反而表现具有收缩的趋势。

03

水油分离实验

地面上，水和油混合后自然分层，油在上水在下，那么在空间站里，水和油会自然分层吗？

答案是：不会！看视频，了解原因。

在相同体积的情况下，水的密度大于油，水的质量更大。根据向心力公式F=mrw2，当角速度w和半径r相同时，质量m大，水滴需要的向心力越大，即等效的离心力也就越大，所以质量更大的水被甩到了瓶底。水和油实现了分层。

04

太空抛物实验

太空抛物实验中，来了一位特殊的助教：冰墩墩！在太空中抛出冰墩墩，会和地面上一样向下坠落吗？一试便知！

在地面抛出物体，由于一直受到竖直向下的重力作用，分析它的运动轨迹，主要看抛出的速度沿着什么方向：

抛出速度在竖直方向时，不论上抛还是下抛都是直线变速运动；当抛出物体的速度不再沿着竖直方向，不论是斜着抛出，还是水平抛出，物体运动都是曲线变速运动。

而在太空，由于在空间站舱内，物体几乎不受重力作用，不论往哪个方向抛，几乎都可以看作是匀速直线运动，因为物体只受到微弱的空气阻力作用，速度方向和大小的变化都很微小。

“天宫课堂”第三课

2022年10月12日16:01，“天宫课堂”第三课在中国空间站正式开讲。神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲作为“太空教师”，为广大青少年带来了又一堂精彩绝伦的太空科普课。

01

毛细效应实验

流体现象的天地差异有多大？陈冬通过演示实验展示了微重力环境下流体现象的天地差异。

他将三根粗细不同的塑料管同时放入一个装满水的培养皿，可以看到三根塑料管中的液体上升速度各有不同。

可见，太空中没有了重力的束缚，表面张力作用更加明显，它驱动液体不断上升，直到液体充满了塑料管。像航空器发动机的燃料储箱、高空热管等都利用了毛细作用。

02

水球变懒实验

太空燃料如何减少振动带来的冲击？刘洋演示了微重力环境下水球振动的有趣现象。

她在紫色水球内放入一枚空心钢球，用针管推动气体使水球振动，放入钢球的水球振动幅度减弱。可见，钢球的加入使流体的振动行为发生了一定的改变。

03

趣味饮水

刘洋拿起了一根长达两米的饮水管，轻松的吸到了饮品袋中的芒果汁。

在地面，由于重力的作用，我们使用饮水管喝水时，饮水管越高，吮吸也就越费力。但空间站是微重力环境，仅仅依靠吮吸地力量，就可以轻轻松松地喝到两米以外饮水袋中的饮料了。

04

会调头的扳手

太空中，扳手是如何“调头”的呢？陈冬为大家演示了一个旋转现象，在空中旋转一大一小两枚“T”字扳手，并对比了两者的转动形态，让大家更加直观地感受微重力环境下物理的奇妙之处。

扳手在旋转时会自己调头，这是前苏联航天员贾尼别科夫在空间站中偶然发现的，因此被叫作贾尼别科夫效应。研究发现，这个现象与扳手的旋转方式和它的质量分布有关。

宇宙浩瀚，探索无限，学无止境。