“天宮課堂”第四課來了

◎本刊綜合

2023年9月21日，“天宮課堂”第四課正式開課，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮進行太空科普授課。這是中國航天員首次在夢天實驗艙內授課。接下來，讓我們一起看看這次太空課堂上有趣的太空實驗吧。

圖1 天宮課堂開課（圖/新華社）

實驗一：球形火焰

朱楊柱取出一支蠟燭，桂海潮劃燃火柴點燃它。與地面上蠟燭的明亮、錐形火焰相比，空間站中燃燒的蠟燭火焰呈藍色，形狀近似球形。朱楊柱輕輕轉動蠟燭，火焰的形狀幾乎不變。

原理一起學：

在空間站，微重力環境幾乎消除了浮力對流，燃燒后的氣體向各個方向運動的趨勢相同，因此不管蠟燭的方向朝向哪里，火焰都近似球形。

在地面，由于重力作用，燃燒后的熱氣上升，冷氣下降，形成了浮力對流，因此，蠟燭的火焰呈錐形。

此外，在空間站里，燃燒對流十分微弱，氧氣的補充不如地面及時，因此蠟燭的燃燒不如地面充分，火焰的溫度更低。

實驗二：奇妙“乒乓球”

朱楊柱用水袋擠出一個水球，桂海潮用普通的乒乓球拍擊打，水球沒被彈出，反而粘在了球拍表面。朱楊柱拿出“秘密武器”——在軌運動時擦汗的干毛巾，將毛巾包在球拍表面，再一揮拍，水球變成了“乒乓球”。接著，朱楊柱和桂海潮各持一拍，你來我往地開始了“乒乓球”友誼賽。比賽結束后，朱楊柱還一口把“乒乓球”吞了下去。

原理一起學：

水在太空中因為表面張力變成了球形。毛巾的表面布滿了疏水的微絨毛，有很好的疏水性能，水與其接觸時可以輕松滑落，不會被吸收，因此“乒乓球”可以被彈出去。

圖2 奇妙“乒乓球”實驗（圖/新華社）

實驗三：動量守恒

圖3 動量守恒實驗（圖/新華社）

朱楊柱和桂海潮給夢天氣閘艙艙門貼上一米見方的標準網格布，進行動量守恒實驗。只見兩位“太空老師”分別演示了兩個同樣大的鋼球撞擊、小球撞大球以及大球撞小球所產生的不同效果。

原理一起學：

當兩個同樣大的鋼球進行“動碰靜”時，根據動量守恒，可以計算得出兩個球“互換”了速度；當“小碰大”時，可以計算得出小球進行反方向運動，大球以較慢的速度向前運動；當“大碰小”時，可以計算得出大球的運動速度和方向不變，小球以更快的速度向前運動。

實驗四：又見陀螺

桂海潮拿出一個陀螺，這個陀螺可以縱向旋轉，兩側均有握柄。飄在空中的桂海潮先握住靜止的陀螺，左右手交替抬高、放下，軀體并沒有變化，而當朱楊柱讓陀螺快速轉動起來后，再做出同樣動作的桂海潮，身體明顯出現了轉動。

原理一起學：

陀螺快速自轉，產生了角動量，再改變它的方向時，角動量會發生顯著的變化。陀螺與航天員的手產生了反作用力學，從而讓航天員輕松地轉身。