角动量、浮力重力、水膜张力…… 中国空间站“天宫课堂”第一讲 这些知识点你知道吗？
12月9日15时40分开始，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了首次太空授课，时长约1小时。这也是中国第二次将三尺讲台放置在无垠的太空，更是“太空教师”王亚平第二次在太空中为全国中小学生讲课。为什么要在太空授课？为什么会选择这些授课项目？背后又有什么样的原理？
中国载人航天工程办公室透露，12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。
中国空间站首次太空授课活动
“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，这是中国空间站首次太空授课活动。
在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。
此次太空授课活动进行了全程现场直播，在中国科技馆设地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门分设4个地面分课堂，共1420名中小学生代表参加现场活动。
上次太空授课是2013年6月
八年前第一次“太空授课”，王亚平的讲解仍仿佛历历在目——2013年6月20日上午，“大家好，我是王亚平，本次授课由我主讲……”天籁之音从远离地面300多公里的天宫一号实验舱里传回地面大课堂，所有人目不转睛地观看神十乘组太空授课现场直播，这是中国历史上第一次太空授课。
网友声音
太好看了 辛苦了三位老师
太空实验真奇妙 为中国航天加油
陪孩子看了直播 又一起看了回放 期待下一节课
这些实验有趣太神奇了 真是宇宙级的精彩！
疑问
授课有何讲究？
为啥选择这些？时间不能再长点？
12月9日，中国空间站阶段的首次太空授课举行，共进行了8项太空授课项目。
天宫课堂的首次开课为何选择这些项目作为授课内容？站在约400公里的天外“最高”讲台授课又有何讲究？
教具有哪些特殊设计？
从工程技术方面来讲，空间站授课最大的挑战是通畅的通信链路，要保障视频清晰不卡顿，需要“天链”中继卫星、空间站、地面测控站密切配合。
此次授课的天和一号核心舱比8年前授课的天宫一号要大，但这一空间大部分是被航天员的科研、生活用品和空间站运行设备所占用，因此教具重量、体积都有限制，需经特殊设计和考虑。教具在运送过程中，还会经历超重和剧烈振动的恶劣环境，因此要事先对教具进行振动实验等考核。
此次与8年前有何不同？
与8年前相比，很重要的一点在于中国航天受到的关注有了极大不同。现在中国空间站和航天员备受世界瞩目，这在国外社交媒体上已经有所体现。
第二个不同是中国首次太空授课的社会效益已经逐渐凸显。8年前6000余万中小学生收看了直播，如今有些人已经毕业，甚至成为了航天人，此次“天宫课堂”开讲，是对过去的延续。另外，相比天宫一号首次太空授课，此次授课时的展示空间更大，通信保障技术更加成熟，可以进行更充分的天地互动。
为什么选择这些实验？
中国科技馆科普讲师团副团长陈征表示，这一次太空授课之所以选择这几项物理实验，是基于多方面的考虑。首先是太空授课所开展的试验一定是要在保障中国空间站正常运行的情况下进行的，因为中国空间站是一个全新的空间站，航天员有许多的工作需要做。所以太空授课的试验首先一定是确保安全，这是压倒一切的准则。
其次是从教学角度而言，需要挑选一些能够看出明显的天地差异的试验项目，这样才能让大家直观感受到不同。
为什么时间约为1小时？
很多网友表示，没有看够实验，时间有些短了。对此，陈征表示，航天员在空间站的工作非常繁忙，工作量非常大，太空授课的内容操作不应太复杂，应该尽量简便，能快速展现效果，不能消耗过长的时间，更不能加大航天员的工作压力。
会不会成为考试的考点？
太空授课之后，三位航天员授课的内容是否有望成为未来考试的重大考点，也引起诸多遐想。对此，陈征表示，并不希望去进行这样的延伸。航天员的太空授课内容，对孩子而言是一种启发，就是希望用天地互动的方式，去激发孩子们的好奇心，起到一个引领的作用。“它并不是单纯的灌输知识，主要是启发作用，天宫课堂是一个主课堂，地面上还有千万个子课堂。”
解读
角动量，浮力消失……
太空授课背后蕴含这些知识点
因为空间站和地面最大的不同就是空间站是微重力环境，通过实验，大家就能够知道微重力环境下，许多物理现象和地面环境的不同了。
太空转身
知识点：角动量
三位航天员展示了在太空中转身的神奇现象。陈征表示，太空转身实验的关键词叫做角动量。角动量是描述物体转动的物理量。这个试验所展现的是在微重力的环境中，航天员在不接触空间站的情况下，类似于理想状态下验证“没有外力矩，物体会处于角动量守恒”。航天员上半身向左转动时，按照角动量守衡的原则，下半身就会向右转。“航天员在飘浮状态下，通过摆动身体与空气相互作用产生的力过小，还不足以实现移动”。
浮力消失实验
知识点：浮力与重力伴生
在地面上，乒乓球放入水里会浮到水面上，那么在太空中做同样的实验，乒乓球“浮不浮”？答案是不浮！陈征表示，这项实验所展现的是浮力和重力伴生的现象。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压强差。当重力消失时，液体内部压强相同，浮力也就消失了。在微重力条件下，浮力和重力之间的伴生关系可以清楚地显现。
水球光学实验
知识点：凸透镜成像原理
陈征介绍，当航天员往水球中打入一个气泡，因为在太空中浮力已经消失了，所以气泡不会向上飘，而是老老实实待在水球中，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，所以呈现出一个倒立的像，内圈相当于变成了两个凹透镜的组合，这个时候又出现了一个正立的像。因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像。
纸花会开
知识点：液体表面张力
王亚平做好水膜后，拿出了和女儿一起制作的花朵折纸，小心翼翼放在水膜上。令人惊讶的现象出现了——花朵在晶莹剔透的水膜上慢慢地“开放”了。
水膜张力实验本质原因是液体的表面张力，由于分子间作用，液体会产生使表面尽可能缩小的力，这个力称为“表面张力”。清晨凝聚在叶片上的露珠、水龙头缓缓落下的水滴，看起来近似球状，这都是在表面张力的作用下形成的。此外，水黾、蜻蜓等昆虫等之所以能站在水面不下沉，也是由于表面张力的作用，而非浮力。在地球上液膜也有表面张力，只是表面张力很小，液体还受到重力等原因影响，不容易观察到。
泡腾片实验
知识点：微重力环境
陈征说，在地面环境中，将泡腾片扔进水球里，泡腾片一般会产生很多气泡，就能看到气泡上浮，那么在太空，泡腾片与水球相遇会发生什么？答案是变成一个充满欢乐的“气泡球”。这是由于在空间站的失重环境中，因为浮力的消失，泡腾片扔进水中的产生的气泡不再上浮，而是相互挤压，最后就会形成一个很有意思的样子，这个水球也会被气泡撑得更大，能看到一点点膨胀的效果。综合报道
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