今天小編分享的社會經驗:“天宮課堂”有哪些神奇知識點?前瞻來了!,歡迎閲讀。
" 天宮課堂 " 第四課将于 9 月 21 日下午開課
神舟十六号航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮
已經準備好課程表啦!
球形火焰實驗、球形火焰實驗、動量守恒實驗 ……
它們涉及哪些物理學知識?
現代快報記者采訪了南京市第一中學物理組教研組長秦笑春,前瞻本次 " 天宮課堂 " 可能涉及哪些知識點。
其實,這一課早就開始醖釀了。2022 年 10 月,長征五号 B 遙四運載火箭将夢天實驗艙送入太空,8 個科學實驗櫃也随之升空,燃燒科學實驗系統正是其中的一部分。有了設備支持,航天員才能在空間站裏安全地開展明火實驗。
秦笑春介紹,太空中的火焰形态與地球上有明顯區别,地面上火焰近似淚滴狀,而太空中則是呈球形。" 大家都知道可燃物、氧氣是燃燒反應的必要條件,實際上地球的重力環境,也起到重要作用。" 他解釋道,當人們點燃火焰時,它周圍的氣體會被加熱,通過對流作用,密度較小的熱氣體上升,吸入更冷、更新鮮的空氣。充足的氧氣補充,維持着火焰繼續燃燒。這種較輕熱氣體和輕重冷空氣之間的推拉效應產生了明顯的淚滴狀火焰。
但在太空的失重狀态下,沒有重力作用產生密度梯度,火焰以對稱性的方式,向四面八方擴散。秦笑春説," 在這種狀态下燃燒,氧氣補充進來的效率也遠比地球上低,火焰擴散燃燒過程較慢。" 因此,太空中的火焰呈現出 " 温吞 " 的球形。
本次的天宮課堂上,還将用到水。雖然,前幾次的天宮課堂裏,航天員也介紹了水在失重狀态下,因為其表面張力,會讓它呈球形飄浮。但這次,航天員可能會玩得更 " 大膽 "。
" 看課程表上的描述,航天員可能要在空間站裏用水球打乒乓。" 秦笑春表示,實驗用到疏水材料的乒乓球拍,這意味着水無法吸附到球拍上。而太空失重環境中,飄浮的水球受到外力作用,就會發生運動。" 當然,航天員拍打水球,肯定不能用太大的力氣,否則水球就會散開。" 他解釋道,實際上在太空的微重力環境下,航天員做任何動作都不能太快,否則衝量很大,速度劇烈變化,就可能產生危險。也正因如此,我們看到航天員在太空中無論是工作、生活,還是鍛煉,都是慢騰騰的樣子。
對于這次天宮課堂的動量守恒實驗、又見陀螺實驗,秦笑春表示,都是地球上也能操作的兩個實驗。動量守恒實驗是通過金屬球碰撞展現,而我們在地球上可以用 " 牛頓擺 " 之類的設備來展示效果。又見陀螺實驗是展示角動量守恒現象,在太空中實驗的優勢是,失重環境下,可以有更豐富的角度呈現。他説:" 太空中,陀螺可以倒置飄浮旋轉,航天員可以發揮創意,設計出非常巧妙有趣的實驗方案,很值得期待。"
文 | 現代快報 + 記者 是鍾寅
視頻 | 儲希豪 制作
來源:天文追夢團