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太空课堂做了太空“冰雪”实验、水油分离、液桥演示实验、实验太空抛物实验。
1、太空“冰雪”实验——温热的“冰球”
取出装有过饱和醋酸钠溶液的水袋,再进行轻轻挤压,一颗有水泡的液体球慢慢从管口“跑”了出来,并悬停在空间站舱内。随即用沾有粉末的小棒触碰液体球后,带水泡的液体球开始“结冰”。在太空“冰雪”实验中,王亚平为大家演示了这一神奇的物理现象。
2、水油分离实验——“分不开”的水和油
在水油分离实验这个项目上,王亚平手中拿了一个装有两种液体的瓶子,沉在底下的是透明的饮用水,而浮在上面的是一种黄色的食用油。
一般情况下,因为水的密度大于食用油,所以在地面当两种液体混合之后,油会浮在水上面,形成稳定的分层现象。即使经过摇晃,但静置片刻后,水和油两种液体还是会进行分层。
但在太空中却不同。经过摇晃后,王亚平手中小瓶里的水油混在了一起,水和油并没有自然分层。因为在太空中是没有重力和浮力的,所以在摇晃瓶子后,油就变成了小油滴,均匀分散在水里边,而且分散之后,就不会分开了。
所以在太空中,需要人造一个重力把它甩起来,这个其实就是离心机的工作原理。
3、液桥演示实验——“拉不断”的液桥
液桥是连接着两个固体表面之间的一段液体。在液桥演示实验中,王亚平手持两片透明的塑料板,叶光富向塑料板表面分别挤上水,两片塑料板逐渐接近,水便在板间连起了一座“桥”。神奇的是,随后王亚平双手将塑料板轻轻拉扯,“桥”依旧也没断开。
在太空中,液桥演示的实验是可以拿来研究一些液体微流动的性质。但由于液体表面张力很弱,在正常的重力环境下,实现液桥现象不太容易。因为地面上有重力,重力就会把液体拉得向下坠。
4、太空抛物实验——翻跟斗的“冰墩墩”
在太空抛物实验中,王亚平和叶光富依次将“冰墩墩”抛出,它并没有随着抛物线的轨迹,掉落下去,而是沿原有方向匀速前进。实际上,这是空间站微重力环境最直观的体现。
在太空中,失重的魔力源于自然的馈赠。宇航员在国际空间站这样的航天器中,仿佛漂浮在无垠的宇宙中,重力的束缚被彻底释放。这些太空实验室的设计,旨在模拟地球外的失重环境,让科学实验得以在无重力条件下进行。
而地面的实验室也不甘示弱。NASA的"零重力飞机"就是这种创造力的杰出代表。通过精确计算和精心设计的飞行路径,飞机能够进行特殊的弯曲机动,使乘客在短时间内体验到短暂的失重状态。这种技术虽然无法完全复制太空中的无重力,但却为科学家们提供了宝贵的实验机会。
离心机则是另一种人工模拟失重的装置。它的工作原理是通过高速旋转的圆形舱体,施加强大的离心力,使得舱内的人体仿佛被抛离了重力的束缚。这种设备在航天训练中扮演着重要角色,让宇航员在地球上就可预演太空中的失重体验,提升适应能力。
然而,无论是在太空中还是地球上,制造失重环境并非易事,它需要高度的精确度和严密的安全保障。每一个动作、每一次旋转,都必须在严格控制下进行,以确保实验者和设备的安全。对于每一个追求科学探索的人来说,这种挑战与成就并存的过程,本身就是一次对人类智慧和技术的致敬。
总的来说,制造失重环境是一项复杂而富有挑战性的任务,它结合了科技的力量和人类对未知的渴望。每一次的失重体验,都是对地球重力法则的一次突破,也是人类向宇宙探索更深层次的勇敢尝试。
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