天宫课堂太精彩了，航天员老师都讲了什么？这些知识点要讲给孩子

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太空转身 知识点：角动量



在今天的太空授课中，三位航天员首先为大家展示了在太空中转身的神奇现象。这个原本在地面上难度系数为零的普通动作，在太空中却隐藏着很高的物理知识。



中国科技馆科普讲师团副团长陈征介绍说，太空转身实验的核心关键词叫做角动量。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。



另一个动作是航天员伸展身体的时候，因为质量分布得离旋转轴比较远，转动惯性比较大，所以角速度就减慢，通俗地说就是转得慢了。而当把四肢收回时，转动惯性小，角速度就会增加，直观感受就是转动速度变快了。



Vol.2

浮力消失实验 知识点：浮力与重力伴生



在很多科幻电影中都曾出现过这样的镜头：一旦重力消失，浮力也就没了，人们在游泳的时候都会变得更艰难。太空老师王亚平所开展的浮力消失实验，展现的就是这一现象。



陈征告诉记者，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。不过地球表面难以让浮力消失，这个试验很难直观地展示出来。在空间站的微重力条件下，浮力和重力之间的伴生关系就可以非常清楚地显现。

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Vol.3

水球光学实验 知识点：凸透镜成像原理



航天员叶光富所展示的太空水球光学实验，则同时展现了三个物理原理。



陈征介绍称，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。



这项实验其实体现了三个物理现象，首先就是在失重环境下，水滴会在表面张力的作用下收缩成一个接近完美球体的水球，而在地面上，因为受重力影响，水滴呈现为水滴形，几乎不可能获得一个完美的水球。其次，就是这个水球可以被看成是一个凸透镜，如果你站在这个凸透镜的两倍焦距以外，就看到的就是一个倒立的实像。最后，就是在水球中打入一个气泡，因为太空中浮力消失，这个气泡不会飘出来，它就老老实实的待在里边。



这个实验在地面上其实可以通过玻璃去模拟，但是肯定没有水球呈现的效果好。