連接“天宮課堂”，探尋“太空奧秘”——海區八小科學實驗探秘太空

烏海市海勃灣區第八小學

神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在“天宮課堂”第二課為我們展示了多個地面上“不可能”的太空實驗：熱的“冰球”、用水搭“橋”、“冰墩墩”直線游走…這些有趣的實驗，給海勃灣區第八小學的師生留下了深刻的印象。 　　3月25日、3月28日，在海勃灣區科學技術協會的大力支持下，我校師生在科技社團課、六年級科學課上，利用“天宮課堂”資源包，再次回味了課堂的精彩，并深入了解了實驗背后的知識點和科學原理。 水球變“冰球”，實際是熱球 　　王亞平阿姨從液體袋中擠出了一顆透明水球，但經過小棍的觸碰后，瞬間產生大量的白色晶體，變成了一顆“冰球”。 　　海勃灣區第八小學科學社團的同學們在楊老師的帶領下，感受結“冰”的現象。 　　由于地面上受重力影響，液體從杯子底部開始往上結晶，并在一小時后結晶成美麗的雪松。 　　【知識點】液體結晶 【原理解讀】擠出的“水珠”為何是球形？“這是微重力環境下液體的表面張力作用，使得擠出的液體形成了飽滿均勻的液體球。”這個實驗的“玄機”就在于小棍上沾有晶體粉末，為過飽和乙酸鈉溶液提供了凝結核，進而析出三水合乙酸鈉晶體。由于過飽和乙酸鈉溶液形核、結晶的過程，過程當中會釋放熱量。所以，它并不是一顆“冰球”，而是一個“熱球”。 太空中如何實現“水油分離”？ 　　葉光富叔叔進行了演示，他將繩子系在瓶口，快速旋轉，不一會兒，瓶子里的混合液就分離開來了。 　　地面同步實驗，水油混合液由于水、食用油自身密度、重力不同，很快就會自然分離。 　　【知識點】浮力、重力和離心力 【原理解讀】水的密度大于食用油，因此在地面上兩種液體混合后，油會浮在水的上面形成穩定現象。然而在空間站中，水和油之所以“難舍難分”、長時間保持混合態，是由于在微重力環境下密度分層消失了，也就是浮力消失了。“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了。” 利用液體搭出的“水橋” 　　王亞平阿姨利用手中的兩塊玻璃板，非常輕松的將水珠連接成“液體橋”。 　　張老師與六年級五班同學們進行的地面實驗，無論怎么努力，也不會形成空間站里的液橋。即便是加了糖的水，實驗結果也沒有太大的改觀。 　　【知識點】表面張力 【原理解讀】微重力環境與液體表面張力是液橋得以成形的主要原因。日常生活中的液橋不易被察覺，比如洗手時兩個指尖偶然形成幾毫米液柱，再拉遠一點就會受重力作用坍塌。而在空間站里，航天員輕松演示出比地面大數百倍的液橋，這在地面上是難以看到的景象。 太空直線拋物 　　王亞平阿姨、葉光富叔叔，在空間站中輕輕施加一點兒力，“冰墩墩”就能直線傳遞到對方的手中。 　　地面同步實驗，由于受到自身重力、地球引力的影響，拋出去的乒乓球，運動的路線是拋物線形式。 　　【知識點】牛頓第一定律、愛因斯坦等效原理 【原理解讀】這是一個很好的牛頓第一定律的演示。牛頓第一定律又被稱為慣性定律，基本原理是任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止。在地球上由于有重力, 物體走拋物線, 在天宮物體幾乎不受重力作用, 所以走勻速直線運動。 　　又一場充滿奇思妙想的太空授課,再一次撒下科學的種子——“飛天夢永不失重,科學夢張力無限!” 編輯：張凡審核：劉桂霞