八年前的云太空课堂，你在吗？听过课的你，现在都在做什么呢？ 作为国家太空实验室，也是重要的太空科普教育基地，中国空间站蕴含着得天独厚的丰富教育资源。2013年6月20日，神舟十号航天员王亚平，也就是我国首位太空教师在神舟十号航天员聂海胜、张晓光的协助下为全国6000余万中小学生开设了一场天地互动太空课堂，并进行了质量测量、单摆运动、陀螺实验、水膜实验和水球实验五个基础物理实验。
八年前短短近五十分钟的一堂课，让无数青少年感受到了科技的魅力。榜样的力量是无穷的，当时观看直播的高二学生王楠，就被太空环境和物理实验的组合深深吸引，今年她成功圆梦，入职航天。 2021年12月9日下午3时40分左右 我们的太空授课2.0版本正式开启 依旧是由王亚平老师主讲， 神舟十三号指令长翟志刚 及航天员叶光富组成的 “感觉良好”乘组参与授课
图源：央视新闻
1. 航天员在轨工作生活场景展示 在课程的最开始，亚平老师“飘”着带我们参观了空间站的内部，包括工作区、生活区、科学试验区、健身训练区等。 2. 太空细胞学研究实验展示 接着，叶光富老师为我们展示了太空中细胞的神奇变化。我们可以看到在失重条件下细胞生长发育的有关研究。下图也可以看到细胞在跳动。
3. 太空转身 在这个实验部分，亚平老师和孩子们做一个互动。让孩子们尝试起立向后转再转回来，孩子们完成的极其轻松。但也就是这个在地面上难度极低的动作，在太空中却难度极大，而且动作极其扭曲。 通过叶光富老师的演示我们可以知道，在太空中转身，上半身和下半身会呈现相反的方向。这其实中间蕴含着一个物理知识，叫做角动量。 中国科技馆科普讲师团副团长陈征在接受《环球时报》的采访中科普道，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”。因此，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。 而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，转身的速度就会随之而变缓。当把四肢收回时，转动惯性小，角速度就会增加，这样转动速度就会变快。王亚平老师还开玩笑地说这个动作很像花样滑冰比赛的动作。
这个实验既简单又直观，我们都知道，轮船之所以能够在水面上运转是因为浮力的原因。在此部分中，王亚平老师让同学们在地面上用筷子将乒乓球压在水下，再松开手时乒乓球很快地就会漂浮回水面上来。但通过叶光富老师的实验我们可以看到，在空间站中将乒乓球压在水里，乒乓球是不会漂浮回水面的。
这是什么原因？ 实际上，这背后蕴含的物理知识叫做“浮力与重力伴生”。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。因此在空间站失重的条件下，浮力也会因此消失，乒乓球自然也不会浮上来。水膜张力实验&水球光学实验 在这两个实验中，我们来讨论的是和“水”有关的物理现象。
王亚平进行水膜实验
其次，我们刚刚提到，在太空中的浮力是几乎为零的。陈征介绍称，当航天员往水球中打入一个气泡，气泡不会向上飘的原因也正是因为没有浮力。我们可以看到，水球被气泡变为了两部分，气泡周围是水。航天员的脸被正立和倒立着分别呈现出来。
事实上，会出现这种情况的原因是因为此时的两部分水球变成了两个透镜，外圈是凸透镜，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。 泡腾片实验 我们知道，在地球上把一个泡腾片扔进水中，会出现无数的小气泡，这些小气泡会接连上浮至水面，而后消失在空气中。然而，在太空中扔一个泡腾片进水中，却有着极其不同的结果。
这种现象来源于太空与地球最大的不同：太空是个微重力环境。我们刚刚提到，太空是一个几乎没有浮力的地方，所以，在空间站中将泡腾片扔进水中，它所产生的气泡不会上浮，而是相互挤压，水球也会被气泡撑得更大，极其漂亮。 天地互动交流 在最后的问答环节中，来自广西南宁、四川汶川、香港、澳门、北京的同学们都对航天员们提出了自己心中的疑问：如航天员在空间站中是否能像地面上一样正常行走、航天员睡觉的时候会不会飘起来、会不会做梦、空间站的水如何解决等等有意思的问题，航天员老师们也一一进行了回答。由于问题很多，有兴趣的读者们可以点进视频看看答案。
“飞天梦永不失重，科学梦张力无限！” 相比8年前来说，我们的科技、天地通讯设备等都有了极大地提升。对于青少年的科技科普依旧重中之重。中国航天梦想的种子正在星际间不断播撒，也期待有越来越多的少年加入到中国航空航天事业的建设中来。少年强，则国强！ |
