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(图文)太空授课,神奇!
2013-06-25 14:39:08

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  “我是王亚平,本次授课由我来主讲。”2013年6月20日上午10时,随着这一句来自天宫的问候,神舟十号航天员王亚平阿姨轻轻一跃,飘到天宫一号舱内的摄像机镜头前,准备开展基础物理实验,为青少年进行太空授课。指令长聂海胜叔叔在一旁配合,张晓光叔叔担任摄像师。

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    “地面课堂”设在北京市人大附中的报告厅,由人大附中物理老师宓奇和北京第101中学物理老师史艺主持。包括少数民族学生、进城务工人员随迁子女、港澳台地区学生代表在内的330余名中小学生来到“地面课堂”,全国8万余所中学的6000余万名师生同步收听收看。

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  “我来个悬空打坐吧!”指令长聂海胜叔叔首先展示了一项“绝技”,他慢慢盘起了腿,浮在半空中。“那我来一个大力神功!”王亚平阿姨用手指轻轻一推,聂叔叔摇摇晃晃,飘出很远。在失重环境下,航天员们都成了“武林高手”,让电视机前的老师和同学们惊叹不已,“地面课堂”响起了笑声和掌声。

  接下来,就要做实验了。

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    实验一:打开“箱子”测质量

    航天员的表演给同学们带来了疑问:在地面上,人们一般用天平、弹簧秤等仪器测量物体受到的重力,从而计算物体的质量。那么,失重环境下怎样测质量呢?

    天宫一号上配备有质量测量仪,它是设置在舱壁的一个支架形状的装置,看上去像飞船舱壁上的一个箱子。拉开“箱子”后,聂叔叔把自己固定在支架一端,王阿姨轻轻拉开支架,一放手,支架便在弹簧的作用下恢复原位。装置上的LED屏上显示出数字:74.0,这表示聂叔叔的实测质量是74千克。

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    实验二:单摆做圆周运动

    在第二个实验中,T形支架上,细绳拴着一颗明黄色的小钢球,这就是物理课上常见的单摆。王亚平阿姨把小球轻轻拉升到一定位置放手,小球并没有出现地面上常见的往复摆动,而是停在了半空中,拴小球的细线弯曲并静止,将其拉高后,结果没有发生变化。 

    这时,王阿姨用手指沿切线方向轻推小球,小球就开始绕着T形支架的轴心做圆周运动,即使中心轴的角度发生改变,小球也仍然做同样的运动。而同样的动作在地面对比试验中,就需要施加足够的力,给小球一个较大的初速度,才能使它绕轴旋转。

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    实验三:旋转陀螺不会倒

    王阿姨取出一个红黄相间的陀螺,把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部,陀螺翻滚着飞向远处,轴向也发生了改变。紧接着,她取出一个一模一样的陀螺,通过道具让它旋转起来并悬浮在半空中,这时候再用手轻轻一推,旋转的陀螺只是轻晃一下,并不翻滚,而只是保持着固定的轴向,向前飞去。

    王阿姨介绍说,高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛。在天宫一号目标飞行器上,就装有各式各样的陀螺定向仪,正是有了它们,才能精准地测量航天器的飞行姿态。

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    实验四:“水膜”内嵌入中国结

    王阿姨拿起一个饮用水袋,打开止水夹,水并没有倾泻而出。轻挤水袋,在饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠,略微抖动水袋,水珠便悬浮在半空中。需要注意的是,甩出的水珠必须用吸水纸迅速收集起来,避免乱飞影响设备安全。

    接着,她把一个金属圈插入装满饮用水的袋中,慢慢抽出金属圈,便形成了一个漂亮的水膜。轻轻晃动金属圈,水膜不会破裂,只是偶尔会甩出几颗小水滴。随后,王阿姨又往水膜表面贴了一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。王阿姨笑着说:“如果诗仙李白在天宫里生活,大概就写不出‘飞流直下三千尺’的名句了,因为,失重环境下水不可能飞流直下。”

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    实验五:普通水变身“魔法水球”

    王阿姨用金属圈重新做了一个水膜,然后用饮水袋慢慢向水膜上注水,不一会儿,水膜就变成了一个亮晶晶的大水球,水球中还有一串小气泡。聂叔叔取出一支注射器,抽出水球中的小气泡。

    紧接着,王阿姨用注射器向水球内注入空气,在水球内产生了两个标准的球形气泡,气泡既没有被挤出水球,也没有融合到一起,水球也没有爆裂。她又用注射器把少许红色液体注入水球,红色液体慢慢扩散开来,透明的水球就变成了粉红色。

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    实验结束后,3位航天员还与同学们进行了互动。正在史家小学读四年级的邱甜同学好不容易等到了提问机会,张嘴就是一串“连珠炮”:“您在天上看到的窗外景色与地面有什么不同?星星会闪烁吗?能看到UFO吗?”王亚平笑着答道:“透过舷窗,我们可以看到美丽色的地球,也可以看到日月星辰,但是我们没有看到过UFO。由于我们处在大气层外,没有大气的阻挡和干扰,看到的星星格外明亮,但是不会闪烁。同样,由于没有大气对光的散射作用,我们看到的太空不是蓝色的,而是深邃的黑色。另外,我要告诉你一件奇妙的事情,我们每天可以看到16次日出,因为我们每90分钟绕地球转一圈。”

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    2007年8月14日,美国人芭芭拉·摩根在国际空间站进行了人类首次太空授课,她通过视频向学生展示了在太空运动、喝水等情景。和芭芭拉·摩根进行的太空授课相比,我国首次太空授课不仅科技含量更高,难度也更高。这次授课,让全国学生及观众感受到了一些奇妙的物理现象,“像一个太空魔术师,对所有公众都有启迪作用”。 

 

来源:新华网

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