水球“開花”！中國空間站首次太空授課，網友：這是魔法吧
“太空級”名師授課
零延時空中課堂
全球獨家學習資料
12月9日15時40分
“天宮課堂”第一課正式開講！
神舟十三號乘組航天員
翟志剛、王亞平、葉光富
在中國空間站進行太空授課
本次“天宮課堂”同步設立了
五處地面課堂
在中國科技館設置地面主課堂
在廣西南寧、四川汶川
香港、澳門設置地面分課堂
授課開始後
畫面中出現了一個不斷旋轉的陀螺
隨後
航天員翟志剛、王亞平、葉光富
出現在畫面中
跟大家打了招呼
在約60分鐘的授課中
神舟十三號飛行乘組航天員
翟志剛、王亞平、葉光富
生動介紹展示了空間站工作生活場景
演示了微重力環境下細胞學實驗
人體運動、液體表面張力等神奇現象
並講解了實驗背後的科學原理
授課期間
航天員還通過視頻通話形式
與地面課堂師生進行了即時互動交流
一起來看看太空授課都
給我們帶來哪些神奇的知識點吧！
▼
通過鏡頭
航天員首先帶領大家
參觀了太空家園
在王亞平的睡眠區裏
貼着她跟家人的照片
還有帶上太空的小玩偶
“晚上的時候還會跟家人打電話聊聊天”
王亞平老師介紹到
葉光富向大家展示了
在失重條件下
細胞生長發育研究
跳動的心肌細胞一閃一閃很神奇
在水膜實驗中
王亞平拿出一朵
和女兒一起完成的摺紙花：
“看到這朵花我就想到我的女兒。”
王亞平用注射器
向水球內注入一個氣泡
水球裏同時出現了兩個王老師的倒影
一正一反
透過氣泡，可以看到正像
水球中映出的則依然是倒影
“接下來我要製作一個‘太空歡樂球’”
王亞平在向水球內注入藍色顏料後
她取出一顆泡騰片
放進了水球內
水球“沸騰”了！
無數氣泡在其中產生
但由於太空的失重環境
氣泡沒有離開水球
而是逐漸將水球充滿，美輪美奐
時隔八年
太空課堂裏閃閃發亮的水球
再次出現在了中國空間站天和核心艙裏
而製作水球的
仍然是“太空教師”王亞平
來看看這兩次的畫面對比
↓
在太空授課的過程中
葉光富還充當了“工具人”的角色
▼
“哎我飄起來了~”
“我深吸一口氣。”
……
只見他先是展示了
太空秘密武器“企鵝服”
又馬不停蹄“太空行走”
最後還被要求嘗試
不借助把手完成太空轉身
網友熱議：
貓虎： 哇，好有意義
在孩子心中種下科學的種子
風墨成雲： 這屬於手工天花板了吧
等皇后長大： 這才是“空中課堂”啊
娜樣也好： 神奇太空，英雄探夢。天宮課堂學起來！
快樂ff： 感覺良好乘組共同授課。
fillaHK： 太空真神奇 為中國航天加油
樹枝上有腳： 科幻片裏的用魔法的能量球大概就是這樣的吧
劃重點！
太空授課背後藴含了這些知識點
神舟十三號乘組三名航天員翟志剛、王亞平、葉光富演示了失重環境下細胞學實驗、物體運動、液體表面張力等現象，共進行了8項太空授課項目。
天宮課堂的首次開課為何選擇這些項目作為授課內容？每一項實驗背後又藴含着什麼知識點？
太空轉身 知識點：角動量
在9日進行的太空授課中，三位航天員首先為大家展示了在太空中轉身的神奇現象 。這個原本在地面上難度係數為零的普通動作，在太空中卻隱藏着很高的物理知識。
中國科技館科普講師團副團長陳徵告訴記者，太空轉身實驗的核心關鍵詞叫做角動量。 角動量是描述物體轉動的物理量。這個試驗所展現的是在微重力的環境中，航天員在不接觸空間站的情況下，類似於理想狀態下驗證“沒有外力矩，物體會處於角動量守恆”。航天員上半身向左轉動時，按照角動量守衡的原則，下半身就會向右轉。
另一個動作是航天員伸展身體的時候，因為質量分佈得離旋轉軸比較遠，轉動慣性比較大，所以角速度就減慢，通俗地説就是轉得慢了。而當把四肢收回時，轉動慣性小，角速度就會增加，直觀感受就是轉動速度變快了。
浮力消失實驗 知識點：浮力與重力伴生
在很多科幻電影中都曾出現過這樣的鏡頭：一旦重力消失，浮力也就沒了，人們在游泳的時候都會變得更艱難。太空老師王亞平所開展的浮力消失實驗，展現的就是這一現象。
陳徵告訴記者，這項實驗所展現的是浮力和重力伴生的現象。 浮力來源於重力引起的液體在不同深度的壓強差。當重力消失時，液體內部壓強相同，浮力也就消失了。不過地球表面難以讓浮力消失，這個試驗很難直觀地展示出來。在空間站的微重力條件下，浮力和重力之間的伴生關係就可以非常清楚地顯現。
水球光學實驗 知識點：凸透鏡成像原理
航天員葉光富所展示的太空水球光學實驗，則同時展現了三個物理原理。
陳徵介紹稱，當航天員往水球中打入一個氣泡，因為在太空中浮力已經消失了，所以氣泡不會向上飄，而是老老實實待在水球中，水球因此被氣泡變為了兩部分，中間是空氣，氣泡周圍是水。這個時候整個水球就變成了兩個透鏡，外圈成為了一個凸透鏡，所以呈現出一個倒立的像，內圈相當於變成了兩個凹透鏡的組合，這個時候又出現了一個正立的像。因此可以在水球中同時看到一正一倒的兩個像。
這項實驗其實體現了三個物理現象，首先就是在失重環境下，水滴會在表面張力的作用下收縮成一個接近完美球體的水球，而在地面上，因為受重力影響，水滴呈現為水滴形，幾乎不可能獲得一個完美的水球。其次，就是這個水球可以被看成是一個凸透鏡，如果你站在這個凸透鏡的兩倍焦距以外，就看到的就是一個倒立的實像。最後，就是在水球中打入一個氣泡，因為太空中浮力消失，這個氣泡不會飄出來，它就老老實實的待在裏邊。
這個實驗在地面上其實可以通過玻璃去模擬，但是肯定沒有水球呈現的效果好。
泡騰片實驗 知識點：微重力環境
航天員所進行的泡騰片實驗，是本次太空授課中的一項趣味性實驗。
陳徵介紹，在地面環境中，將泡騰片扔進水球裏，就能看到氣泡上浮，可在中國空間站的失重環境中，因為浮力的消失，泡騰片扔進水中的產生的氣泡不再上浮，而是相互擠壓，最後就會形成一個很有意思的樣子，這個水球也會被氣泡撐得更大，就能看到水球一點點膨脹的效果。
因為空間站和地面最大的不同就是空間站是微重力環境，但是微重力環境對常人而言只是一個名詞，通過這些實驗大家就能夠知道微重力環境下，許多物理現象和地面環境有所不同了。
陳徵表示，這一次太空授課之所以選擇這幾項物理實驗，是基於多方面的考慮，首先是從安全的角度而言，太空授課所開展的試驗一定是要在保障中國空間站正常運行的情況下進行的，因為中國空間站是一個全新的空間站，航天員有許多的工作需要做。所以太空授課的試驗首先一定是確保安全，這是壓倒一切的準則。
其次是從教學的角度而言，天上和地下有着明顯的區別，所以需要挑選一些能夠看出明顯的天地差異的試驗項目，這樣才能讓大家直觀能夠感受到空間站太空環境和地面環境的不同
最後是希望太空授課的實驗內容和過程不會對航天員造成過重的負擔。因為航天員在空間站的工作非常繁忙，工作量非常大，太空授課的內容，操作不應太複雜，應該儘量簡便，能快速展現效果，不能消耗過長的時間，更不能加大航天員的工作壓力。
在太空授課之後，三位航天員授課的內容是否有望成為未來考試的重大考點，也引起諸多遐想。對此，陳徵表示，並不希望去進行這樣的延伸。航天員的太空授課內容，對孩子而言是一種啓發，就是希望用實驗的方式，用天地互動的方式，去激發孩子們的好奇心，起到一個引領的作用，這也是這次太空授課很重要的作用。
“它並不是單純的灌輸知識，在看完這些實驗的內容後還可以讓孩子們自己再去探索還會發生什麼，讓孩子們在地面上去嘗試更多可能的方案。讓孩子們去了解這背後更深層次的東西。天宮課堂是一個主課堂，地面上還有千千萬萬個子課堂，這些子課堂還可以去延展這些內容，就會取得一個非常有意思的效果，我特別喜歡這樣一個形式。”陳徵稱。
來源：齊魯晚報