流体|“天宫课堂”第二课干货满满
3月23日下午 , “天宫课堂”第二课在中国空间站开讲 , 神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课 , 在轨演示了太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验等一系列炫酷又好玩的实验 。
不仅好玩 , 这些实验背后 , 藏着不少干货 , 来听专家们怎么解读——
太空“冰雪”实验
在太空“冰雪”实验中 , 王亚平在空间站上用溶液制作了一颗“冰球” 。
太空“冰雪”实验实际上是空间站里的无水醋酸钠实验 。 这种实验在太空做和在地面做有什么不同?
中科院物理研究所研究员、物理学会科普工作委员会主任魏红祥解释 , 区别主要有两点 。
“首先是重力的环境 , 在空间站是微重力环境 , 在这种环境下 , 它的结晶状况跟地面上差别还是挺大的 。 ” 魏红祥说 。
其次就是容器的影响 。 空间站里的太空“冰雪”实验是没有容器的 , 是一个圆球状的 , 在这种情况下结晶是可以往外发展的;如果在容器里面 , 由于容器的限制 , 它只能往内结晶 。
“在咱们空间站里面就有无容器的材料柜 , 其实容器对材料的生长影响还是挺大的 , 因为在材料生长的过程中 , 容器的形状、表面的结晶度、表面的粗糙度 , 对晶格结构、缺陷、纯度等都有很大影响 。 ” 魏红祥说 。
液桥演示实验
在天宫课堂的液桥演示实验中 , 水在表面张力作用下 , 在两个塑料板之间搭起一座“桥” 。
“太空授课的液桥实验非常生动直观地展现出液体表面张力的特性 。 ”北京市第十三中学教师、天宫课堂地面主课堂授课老师李晓彤说 , 在地面上没有办法做出像天宫课堂上这么大的液桥 。
没错 , 空间站上的液桥实验 , 跟地面上的液桥实验也有不同之处 。
天宫课堂授课专家组成员、北京交通大学副教授陈征解释说 , 空间站上的液桥实验是完全的表面张力的表现 , 而地面上的液桥实验是引入了电介质极化新机制 , 现象虽然看起来相似 , 但其实原理并不相同 。
“流体在现代生活当中其实是一个非常重要的组成部分 。 我们通过这样一个表面张力的实验 , 给大家更多关注和探讨流体的机会 , 对流体多一些理解 。 要知道 , 解释流体的纳维尔·斯托克斯方程至今还是世界六大未解数学难题之一 。 ”陈征说 。
“微重力流体物理实际属于流体物理的一个新兴学科 。 ”中国科学院力学研究所研究员康琦介绍 , 在空间站上做液桥实验就是微重力流体研究范畴 , 中国空间站核心舱布局了十几个实验柜 , 其中两个实验柜专门聚焦微重力流体科学 。
太空抛物实验
这次的天宫课堂上 , 北京奥运会顶流“冰墩墩”也高调亮相 。 它在空间站上被航天员抛出后 , 并没有像在地面上那样做曲线运动 , 而是水平飞出去了 。
这个不难理解 , 毕竟在空间站微重力环境下 , 物体几乎不受重力影响嘛 。 不过 , 这么简单的实验为什么要拿到空间站上去做呢?
“平抛运动在我们生活当中很常见 , 它看似简单 , 但其中蕴含着非常丰富的科学道理 。 ”天宫课堂地面总课堂授课老师、北京师范大学第二附属中学物理教师张健说 。
张健介绍 , 平抛运动指的是在不计空气阻力的情况下 , 将物体以水平初速度抛出后 , 它在重力作用下的运动 。
不妨来做这样的思想实验:如果我们在高山上做平抛实验 , 把物体抛出 , 它将落向地面;如果将物体抛出的速度变大 , 它将会落向更远的地方 。 那么 , 如果抛出的速度足够大 , 它有没有可能不落回地面 , 而成为环绕地球的一颗卫星呢?
- 天宫课堂|专家解读“天宫课堂”第二课:太空实验背后的奥秘
- 本文转自:文汇客户端失重环境下|地面上静置就行的“水油分离”,在太空居然需要“人肉离心机”?“天宫课堂”演示神奇一幕
- 3米连接线1169元,这“智商税”你交吗?
- 路由器|网络慢?你“装备”选对了吗?
- 华为|SaaS,不要轻易丢掉“眼界”
- “天宫课堂”第二课开讲
- 腾讯|2021全年财报发布:腾讯变“重”了,2B收入超过游戏
- |分布式数据库和AI PaaS平台“天云数据”获数亿元D轮融资
- 网络安全|小心!当手机收到“这种信息”,可能就是被“不法分子”盯上了!
- |奥克斯“玩大了”!推29元316全钢无涂层保温杯,小米,象印要坐不住了