太空教室里的魔法课( 二 )


“好想体验一下没有重力的感觉!”“水变成了桥!”昨日下午 , 在广州市越秀区铁一小学 , 全体师生共同收看了“天宫课堂”直播 。 三尺讲台从学校转移到了无垠的太空 , 教室内不时响起惊呼与掌声 , 孩子们聚精会神 , 观察太空生活与地球生活的差异 , 感受宇宙的浪漫与神奇 。
越秀区铁一小学科学老师谢进介绍 , 该校有无线电、航空航模等方面的科技队 , 孩子们在科技队的活动中 , 会学习用无线电进行沟通交流 , 拼装飞机、飞船等模型 , 感受科学的魅力 。
而在广州市黄埔区会元学校 , 同学们兴趣高涨 , 对空间科学知识充满浓厚兴趣 , 很多学生观看后意犹未尽 。 据介绍 , 为进一步激发学生不断追寻“科学梦”、实现“航天梦”的热情 , 结合学校科技节和书香节活动 , 会元学校各学科将利用天宫课堂素材 , 做好一系列教学渗透活动 。 如物理学科将利用家用素材自制“天宫”小实验;语文学科撰写新闻稿、模拟小采访人员做新闻采访;政治学科进行爱国主义教育 , 制作给航天员英雄的留言树等 。
实验揭秘
温热的“冰球”
现象与回顾
这一幕仿佛发生在“魔法世界”:透明的液球飘在半空中 , 王亚平用一根小棍点在液球上 , 球体瞬间开始“结冰” , 几秒钟就变成通体雪白的“冰球” 。 王亚平说 , 这枚“冰球”摸上去是温热的 。
解读与延伸
“太空‘冰雪’实验实际上是过饱和乙酸钠溶液形核、结晶的过程 , 过程当中会释放热量 。 ”中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张璐介绍 , 过饱和溶液结晶通常需要外界“扰动” , 而这个实验的“玄机”就在于小棍上沾有晶体粉末 , 为过饱和乙酸钠溶液提供了凝结核 , 进而析出三水合乙酸钠晶体 。
在地面上进行结晶实验时 , 晶体的样子可能因容器形状不同有很大差异 。 而在微重力环境中 , 晶体并不受容器的限制 , 可以悬浮在半空“自由生长” , 这与中国空间站里的无容器材料实验柜相呼应 。
“拉不断”的液桥
现象与回顾
叶光富将水分别挤在两块液桥板上 , 液桥板合拢 , 两个水球“碗底”挨“碗底”;液桥板分开 , 一座中间细、两头粗的“桥”将两块板相连;王亚平再将液桥板拉远 , 液桥变得更细、更长 , 仍然没有断开 。
解读与延伸
张璐介绍 , 微重力环境与液体表面张力是液桥得以成形的主要原因 。 日常生活中的液桥不易被察觉 , 比如洗手时两个指尖偶然形成几毫米液柱 , 再拉远一点就会受重力作用坍塌 。 而在空间站里 , 航天员轻松演示出比地面大数百倍的液桥 , 这在地面上是不可能看到的景象 。
中国科学院力学研究所研究员康琦介绍 , 空间站可以最大限度摆脱地面重力影响 , 为包括液桥实验在内的流体力学研究创造了良好的条件 。
“分不开”的水和油
现象与回顾
王亚平用力摇晃一个装有水和油的瓶子 , 让水油充分混合 , 瓶中一片黄色 。 时间一分一秒过去 , 瓶中没有发生任何变化 , 油滴仍然均匀分布在水中 。 叶光富前来助力 , 抓着系在瓶上的细绳甩动瓶子 。 数圈后 , 水油明显分离 , 油在上层 , 水在下层 。
解读与延伸
“我们都知道地面上油比水轻 , 平时喝汤的时候看到油花都习以为常 。 ”中国科学院物理研究所研究员梁文杰说 , 然而在空间站中 , 情况却大不一样 , 水和油之所以“难舍难分”、长时间保持混合态 , 是由于在微重力环境下密度分层消失了 , 也就是浮力消失了 。

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