極目新聞采訪人員 李碗容
通訊員 賈法雷 高翔
12月9日， “天宮課堂”第一課開講， 3名航天員將在軌介紹展示中國空間站工作生活場景， 演示微重力環境下細胞學實驗、物體運動、液體表面張力等現象， 并與地面課堂進行實時交流 。 在空間站做實驗和在陸地上做實驗有什么區別？此次“天宮課堂”的亮點和意義？“天宮實驗”的科學原理是什么？極目新聞采訪人員采訪了華中科技大學物理學院兩位專家、進行解讀 。

實驗現場 圖源央視新聞
地空環境做實驗最大區別是失重
“我們都知道， 在地球上任何物質都擺脫不了重力， 但是這次在太空做實驗， 是一個失重環境， 這是在空間站做實驗和在陸地上做實驗最大的區別 。 在這樣的環境下， 很多科學現象變得更加， 明顯和生動 。 ”華中科技大學物理學院教授周月明介紹 。
周月明詳細介紹， 浮力消失實驗就在失重情況下展現了出的不同實驗現象 。 極目新聞采訪人員看到， 在實驗過程中， 王亞平在太空中， 將乒乓球送入水中， 球卻靜止在水中 。 “物體受到的浮力大小等于排開液體的重力， 在太空中， 重力消失了， 自然浮力也就沒有了 。 太空中沒有重力， 因此物體不受浮力， 只能靜止在水中 。 不光是乒乓球， 如果你在太空中， 將一個鐵球放在水面， 它也不會沉下去 。 重力和浮力是相輔相成的 。 ”周月明說 。



實驗現場 圖源央視新聞
華中科技大學物理學院引力中心副教授劉力也談到， “太空和地面相比， 沒有重力 。 浮力實驗中， 大家在觀看的時候就很直觀了解到浮力是受重力影響 。 ”他談到， 泡騰片實驗展現的實驗現象， 也是失重環境下的不同情況 。
“天宮課堂”中王亞平往水球里塞入半片泡騰片， 水球中產生很多小氣泡， 但氣泡并沒有離開水球， 而是一直附著在容器內部 。 劉力解讀， “在地面上， 水的自重而產生的壓強在氣泡周圍不均勻， 總體上， 下側壓強比上側壓強大， 凈力為向上的浮力， 浮力大于氣體自重， 氣泡上浮 。 在微重力的空間站中， 壓強差不再明顯， 浮力無法體現 。 此時水的表面張力起到了決定性作用， 氣泡被表面張力約束， 不會逸出到水球外 。 ”



實驗現場 圖源央視新聞
失重環境下不僅讓大家更容易理解觀察實驗現象， 兩位專家也都談到利用失重環境， 可以開展許多太空科學研究， 對人類社會發展將有重要的促進作用 。
一堂科學課和思政教育課
“這樣的課堂很吸引人， 我自己都看得津津有味， 青少年觀看有利于培養他們的科學興趣和民族自豪感 。 ”劉力說 。 劉力告訴極目新聞采訪人員， 此次“天宮課堂”講授的都是基礎物理學和生物學等相關知識， 如浮力本質、液體的表面張力、光學透鏡成像和角動量守恒， 向大家展示的中國空間站凝聚了中國諸多科研力量 。 “課堂內容干貨滿滿， 又趣味多多， 同時民族自豪感無以言表 。 ”劉力笑著說 。
對此， 周月明表達了同樣的看法， 他告訴采訪人員， “這樣的課堂十分有利于激發青少年的科學熱情， 可以啟發他們更好地思考科學問題， 引導他們更加關注載人航天事業 。 ”
8年前， 中國就進行了第一次太空授課 。 2013年6月20日， 神舟十號航天員王亞平在天宮一號內通過電視直播的形式進行了約50分鐘的太空授課 。 這是中國第一次、世界第二次太空授課 。 8年后， 中國再次進行太空授課， “太空授課是要有基礎的， 沒有空間站如何進行太空授課？現在我們進行第二次太空授課， 這是我國科研實力的有力體現， 學生在聽課時肯定是十分自豪 。 ”劉力說 。 他認為， 這種自豪感更加激勵一批青年學子未來投身于國家重大基礎問題的研究與探索中， 為實現科技自立自強作出貢獻 。

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