《天宮課堂》知識點

2024-08-30 科普知識

　　在我們平凡無奇的學生時代，大家最不陌生的就是知識點吧！知識點也可以理解為考試時會涉及到的知識，也就是大綱的分支。掌握知識點是我們提高成績的關鍵！以下是小編整理的《天宮課堂》知識點，希望對大家有所幫助。

　　1、太空轉身知識點：角動量

　　在今天的太空授課中，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系數為零的普通動作，在太空中卻隱藏著很高的物理知識。

　　中國科技館科普講師團副團長陳征介紹說，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，類似于理想狀態下驗證“沒有外力矩，物體會處于角動量守恒”。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，因為質量分布得離旋轉軸比較遠，轉動慣性比較大，所以角速度就減慢，通俗地說就是轉得慢了。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。

　　2、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。

　　陳征告訴記者，這項實驗所展現的是浮力和重力伴生的現象。浮力來源于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系就可以非常清楚地顯現。

　　3、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。

　　陳征介紹稱，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，內圈相當于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。最后，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里邊。

　　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。

　　4、泡騰片實驗知識點：微重力環境

　　神奇實驗！太空水球里放泡騰片，出現一片歡樂的小氣泡。

　　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。

　　據介紹，在地面環境中，將泡騰片扔進水球里，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，最后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。

　　在中國科技館科普講師團副團長陳征看來，“它（天宮課堂）并不是單純的灌輸知識，在看完這些實驗的內容后還可以讓孩子們自己再去探索還會發生什么，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后更深層次的東西。”

　　什么是微重力環境？

　　答：太空站里環境就是微重力環境，屬于失重情況，但重力并沒有消失，只是重力和離心力平衡了，人感受不到重力。看到人飄起來了。

　　空間站里能像地面一樣走路嗎？

　　答：不能。因為沒有重力，和地面沒有摩擦力。

　　怎么實現太空轉身？扭動身體嗎能轉身嗎？身體角動量守恒，不受外力，質心不變，所以不能轉身；