“天宮課堂”第二課的實(shí)驗(yàn)有哪些
“天宮課堂”第二課于3月23日下午在中國(guó)空間站正式開講,約45分鐘。下面是小編給大家?guī)?lái)的關(guān)于“天宮課堂”第二課的實(shí)驗(yàn)有哪些,歡迎大家閱讀轉(zhuǎn)發(fā)!
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“天宮課堂”第二課開講,神舟十三號(hào)飛行乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國(guó)空間站進(jìn)行太空授課。
●太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)
溫?zé)岬摹氨颉?/p>
取出裝有過(guò)飽和醋酸鈉溶液的水袋,再進(jìn)行輕輕擠壓,一顆有水泡的液體球慢慢從管口“跑”了出來(lái),并懸停在空間站艙內(nèi)。隨即用沾有粉末的小棒觸碰液體球后,帶水泡的液體球開始“結(jié)冰”。在太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)中,王亞平為大家演示了這一神奇的物理現(xiàn)象。
中國(guó)科技館科普講師團(tuán)副團(tuán)長(zhǎng),太空授課科普專家組成員陳征告訴記者,用白醋和小蘇打就能夠制備出這種叫醋酸鈉的材料,這種物質(zhì)的特點(diǎn)是,它在溫度較高水中的溶解度非常大,很容易形成過(guò)飽和溶液。“但結(jié)晶還需要一個(gè)條件,需要一個(gè)凝結(jié)核,類似一個(gè)小的擾動(dòng)或者一個(gè)小的缺陷,來(lái)打破它的穩(wěn)定狀,這個(gè)時(shí)候結(jié)晶才能開始?!?/p>
沾有粉末的小棒就充當(dāng)了凝結(jié)核的角色,而小晶體也開始迅速凝結(jié),并且?guī)е肿右黄鸾Y(jié)晶,形成水合醋酸鈉的晶體,同時(shí)還會(huì)釋放出大量熱量?!皩?shí)際上,你要是加熱,它還可以重新變回液體。”陳征說(shuō),這也是個(gè)無(wú)容器的實(shí)驗(yàn),結(jié)晶過(guò)程不會(huì)受到容器邊界的干擾。
●水油分離實(shí)驗(yàn)
“分不開”的水和油
在水油分離實(shí)驗(yàn)這個(gè)項(xiàng)目上,王亞平手中拿了一個(gè)裝有兩種液體的瓶子,沉在底下的是透明的飲用水,而浮在上面的是一種黃色的食用油。一般情況下,因?yàn)樗拿芏却笥谑秤糜?,所以在地面?dāng)兩種液體混合之后,油會(huì)浮在水上面,形成穩(wěn)定的分層現(xiàn)象。即使經(jīng)過(guò)搖晃,但靜置片刻后,水和油兩種液體還是會(huì)進(jìn)行分層。
但在太空中卻不同。經(jīng)過(guò)搖晃后,王亞平手中小瓶里的水油混在了一起,水和油并沒有自然分層。陳征解釋,因?yàn)樵谔罩惺菦]有重力和浮力的,所以當(dāng)你搖晃瓶子后,油就變成了小油滴,均勻分散在水里邊,而且分散之后,就不會(huì)分開了。所以在太空中,需要人造一個(gè)重力把它甩起來(lái),這個(gè)其實(shí)就是離心機(jī)的工作原理。
陳征說(shuō),在太空中,水油不分離的現(xiàn)象也會(huì)帶來(lái)優(yōu)勢(shì),比如制造合金?!霸诘孛嫔希?dāng)我們把不同的金屬熔化后進(jìn)行混合,各種金屬的密度不一樣,就會(huì)出現(xiàn)重的往下跑,輕的往上跑這種現(xiàn)象。但在太空微重力環(huán)境里,合金就能混合得更均勻?!?/p>
●液橋演示實(shí)驗(yàn)
“拉不斷”的液橋
液橋是連接著兩個(gè)固體表面之間的一段液體。在液橋演示實(shí)驗(yàn)中,王亞平手持兩片透明的塑料板,葉光富向塑料板表面分別擠上水,兩片塑料板逐漸接近,水便在板間連起了一座“橋”。神奇的是,隨后王亞平雙手將塑料板輕輕拉扯,“橋”依舊也沒斷開。
“液橋是研究流體的一個(gè)基本實(shí)驗(yàn),因?yàn)樵谔罩袥]有重力,所以你拿兩個(gè)固體,再在上面放上液體,液體本身會(huì)附著在固體表面,然后你把兩個(gè)液體靠近,兩個(gè)液體便連通起來(lái),在表面張力的作用下,液體兩端附著在固體上,然后中間就會(huì)拉成一個(gè)液體的柱,這就是液橋現(xiàn)象。”陳征說(shuō)。
在太空中,液橋演示的實(shí)驗(yàn)是可以拿來(lái)研究一些液體微流動(dòng)的性質(zhì)。但由于液體表面張力很弱,在正常的重力環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)液橋現(xiàn)象不太容易。因?yàn)榈孛嫔嫌兄亓?,重力就?huì)把液體拉得向下墜。陳征告訴記者,要想在地面上實(shí)現(xiàn)這種現(xiàn)象,就需要有一些輔助的手段,比如說(shuō)通過(guò)加高電壓這樣的方式。
●太空拋物實(shí)驗(yàn)
翻跟斗的“冰墩墩”
在此次太空授課中,頂流“冰墩墩”也亮相太空課堂。在太空拋物實(shí)驗(yàn)中,王亞平和葉光富依次將“冰墩墩”拋出,它并沒有隨著拋物線的軌跡,掉落下去,而是沿原有方向勻速前進(jìn)。實(shí)際上,這是空間站微重力環(huán)境最直觀的體現(xiàn)。
陳征稱,在空間站微重力環(huán)境中,一個(gè)物體在幾乎不受外力影響或者外力為零的情況下,它會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng),但這個(gè)實(shí)驗(yàn)其背后的物理圖像是非常有意思的?!拔覀?cè)诘孛嫔峡础斩铡埠?,看我們的航天員也好,他們走直線了嗎?其實(shí)沒有,他們也是繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)??臻g站上的航天員處在一個(gè)圍繞地球高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)參照系里,和地面上的慣性參照系是有區(qū)別的。前者它有一個(gè)向心加速度,只不過(guò)加速是指向地心的。”
陳征說(shuō),當(dāng)你理解了為什么相同的物理規(guī)律在不同的地方卻看到了不同的現(xiàn)象,你也就真正學(xué)好了物理。
天宮課堂的意義
“天宮課堂”第三課定于10月12日15時(shí)45分開始,神舟十四號(hào)飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲將面向廣大青少年進(jìn)行太空授課,中央廣播電視總臺(tái)將面向全球進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播。
科學(xué)知識(shí)浩如煙海。沒有科學(xué)方法和科學(xué)精神,便難以在科學(xué)之海奮楫行舟。此次太空授課上新,中國(guó)航天員將邀請(qǐng)廣大青少年在地面同步嘗試開展相關(guān)實(shí)驗(yàn),從天地差異中感知宇宙的奧秘、體驗(yàn)探索的樂趣。“天宮課堂”會(huì)繼續(xù)以天地互動(dòng)的方式,在普及科學(xué)知識(shí)的同時(shí),普及科學(xué)方法和科學(xué)精神。孩子們?cè)诮虒W(xué)相長(zhǎng)中,學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、明辨是非、舉一反三。于是,探求科學(xué)真諦的潛能被喚醒,科學(xué)精神的種子被深植于心。
有人說(shuō):“科學(xué)精神者何?求真理是已?!弊非笳胬?,離不開科學(xué)精神的支撐。當(dāng)你在浮力消失實(shí)驗(yàn)中看到,太空里的乒乓球可以處在水中任意位置而不浮出水面,便會(huì)真切地懂得,浮力其實(shí)來(lái)源于重力引起的液體在不同深度的壓強(qiáng)差。當(dāng)你看到人在太空中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)身自由有多難,就會(huì)明白任何物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)都需要借助外力矩的道理?!帮w天夢(mèng)永不失重,科學(xué)夢(mèng)張力無(wú)限”——在“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的太空授課中,發(fā)現(xiàn)的快樂和實(shí)驗(yàn)的成功會(huì)讓孩子們形成追求科學(xué)的強(qiáng)烈信念,為將來(lái)發(fā)現(xiàn)真理、掌握真理、捍衛(wèi)真理打下良好的基礎(chǔ)。
哲學(xué)家雅斯貝爾斯曾說(shuō):“教育的本質(zhì)意味著:一棵樹搖動(dòng)另一棵樹,一朵云推動(dòng)另一朵云,一個(gè)靈魂喚醒另一個(gè)靈魂?!薄疤战處煛蓖鮼喥絽s說(shuō),她覺得自己既是推動(dòng)的“那一朵”,也是被推動(dòng)的“那一朵”。因?yàn)樘战處煘楹⒆觽兇蜷_了中國(guó)空間站到地面課堂的大門,也引起了孩子們的各種奇思妙想、對(duì)知識(shí)的渴望以及對(duì)太空科技的暢想。這讓人不由得憧憬,有一天,這些孩子們將懷著科學(xué)精神,奔赴浩瀚的星辰大海,成為未來(lái)科學(xué)發(fā)展的主人。
天宮課堂第二課的學(xué)生從哪里來(lái)
3月23日15時(shí)40分進(jìn)行的是“天宮課堂”第二課。“天宮課堂——河北省分課堂”由中國(guó)科學(xué)技術(shù)館主辦,河北省科學(xué)技術(shù)館、邢臺(tái)市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、市十九中承辦。市十九中是全國(guó)四個(gè)“科普大篷車”分會(huì)場(chǎng)之一,河北省唯一“科普大篷車”分會(huì)場(chǎng)。
邢臺(tái)市十九中學(xué)初一、初二、高一、高二等年級(jí)的30名學(xué)生
每一次的學(xué)生都來(lái)自不同地方和學(xué)校