2023成都積分入學(xué)什么時(shí)候開始申請(qǐng)
2023-01-31
更新時(shí)間:2022-10-13 07:38:49作者:智慧百科
交匯點(diǎn)訊 10月12日下午,“天宮課堂”第三課在中國(guó)空間站正式開講。神舟十四號(hào)飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲面向廣大青少年進(jìn)行太空授課,這是中國(guó)航天員首次在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行授課。
本次太空授課活動(dòng)繼續(xù)采取天地互動(dòng)方式進(jìn)行,3名航天員在軌展示了中國(guó)空間站問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙工作生活場(chǎng)景,演示了微重力環(huán)境下毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、水球變“懶”實(shí)驗(yàn)、太空趣味飲水、會(huì)調(diào)頭的扳手以及植物生長(zhǎng)研究項(xiàng)目介紹,并與地面課堂進(jìn)行互動(dòng)交流。
水管越粗液體上升越慢?毛細(xì)現(xiàn)象是什么?
航天員陳冬、劉洋展示失重環(huán)境下液體顯著的毛細(xì)現(xiàn)象。在太空中,三根粗細(xì)不同的塑料管,同時(shí)放入裝滿水的培養(yǎng)皿,管內(nèi)加了黃顏料的液體不斷上升,直到管頂,其中最細(xì)的管子,液面上升很快。
“毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)展示了失重環(huán)境下液體顯著的毛細(xì)現(xiàn)象。”南京航空航天大學(xué)教授李晉斌科普道,毛細(xì)現(xiàn)象是指液體在細(xì)管狀物體內(nèi)側(cè),由于內(nèi)聚力與附著力的差異,克服地心引力而上升的現(xiàn)象,管的內(nèi)徑越細(xì),毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。
其實(shí)毛細(xì)現(xiàn)象在生活中也是隨處可見的,比如十多米的大樹,它根部的水分和養(yǎng)分都是極細(xì)的毛細(xì)管向上輸送到樹梢的。相比起同學(xué)們?cè)诘孛孀龅膶?shí)驗(yàn),太空的毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有了重力的束縛,毛細(xì)效應(yīng)的表面張力作用會(huì)更加明顯,這也是太空中液體能夠升至管頂?shù)脑?,“在地面上,?dāng)液體受到向上張力跟液柱所受重力相等時(shí),液體就會(huì)停止上升,達(dá)到平衡?!崩顣x斌說(shuō)。
別看這個(gè)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單,里面涉及的原理比較復(fù)雜,科學(xué)家就需要研究這些看似簡(jiǎn)單的現(xiàn)象,然后利用這些原理去解決遇到的問(wèn)題,比如航空器發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料儲(chǔ)箱、高空熱管都利用了毛細(xì)作用。
太空扳手會(huì)“掉頭”?地球南北極會(huì)不會(huì)翻轉(zhuǎn)?
在太空中,旋轉(zhuǎn)的T字形扳手在沒(méi)有外力干擾的情況下,會(huì)自己掉頭翻轉(zhuǎn)。這個(gè)“會(huì)調(diào)頭的扳手”讓觀眾倍感神奇。
“在失重且沒(méi)有外力干涉的環(huán)境下,空間站里的物品會(huì)飄在半空中,沿著最初旋轉(zhuǎn)它的主軸一直保持翻轉(zhuǎn)。”李晉斌科普說(shuō),然而1985年,前蘇聯(lián)航天員賈尼別科夫在空間站維修過(guò)程中,偶然發(fā)現(xiàn)他擰下的螺母,并沒(méi)有按照他既往預(yù)想中的那樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn),而是在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中忽然倒轉(zhuǎn)了180度,然后繼續(xù)翻轉(zhuǎn),并在接下來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)180度,周而復(fù)始。這個(gè)現(xiàn)象就以他的名字被稱為賈尼別科夫現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)的T字形扳手會(huì)自己掉頭翻轉(zhuǎn)就是一種賈尼別科夫現(xiàn)象。
事實(shí)上,賈尼別科夫現(xiàn)象在地面也可以實(shí)現(xiàn),1991年有科學(xué)家用網(wǎng)球拍做了定量實(shí)驗(yàn),作者分別使網(wǎng)球拍沿著與手柄所在的直線重合的軸、平行于球拍網(wǎng)格面與手柄所在的直線垂直的軸和垂直于球拍網(wǎng)格表面的三條旋轉(zhuǎn)軸對(duì)其進(jìn)行拋擲,只有在第二種情況,網(wǎng)球拍會(huì)自己在空中又轉(zhuǎn)動(dòng)半圈,從而使拍面發(fā)生變化。
正如旋轉(zhuǎn)的不同扳手、網(wǎng)球拍不同軸,有時(shí)出現(xiàn)賈尼別科夫現(xiàn)象,有時(shí)不出現(xiàn)賈尼別科夫現(xiàn)象,這個(gè)效應(yīng)與物體質(zhì)量分布、旋轉(zhuǎn)方式有著很大關(guān)系。
就是這么一個(gè)違反直覺(jué)的現(xiàn)象,曾經(jīng)把人類嚇得不輕。當(dāng)我們從太空遙望地球,那么地球是懸浮在失重的太空中的,并且也繞著自轉(zhuǎn)軸不停地在旋轉(zhuǎn)。那么地球會(huì)不會(huì)天宮課堂的扳手一樣發(fā)生180度的旋轉(zhuǎn)呢?事實(shí)上,地磁南北極的確不是固定不動(dòng)的,在過(guò)去的45億年里地磁的南北極出現(xiàn)過(guò)多次翻轉(zhuǎn)??茖W(xué)家研究表明地球70%的區(qū)域被水域覆蓋,以地球目前在太空旋轉(zhuǎn)方式,并不會(huì)出現(xiàn)“賈尼別科夫效應(yīng)”現(xiàn)象。所以地磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)另有原因。
空間站的植物有什么科研使命?
在這堂課中,航天員還曬出了自己在太空中種下的水稻和擬南芥,并與地球上的同學(xué)們進(jìn)行了“天地共播一粒種”對(duì)比。空間站里的水稻和擬南芥究竟肩負(fù)著什么樣的科研使命?
南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院孫博教授告訴記者,擬南芥在植物世界里的“地位”,類似于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的“小白鼠”,因?yàn)樯L(zhǎng)周期短、基因組小的特點(diǎn),成為了植物世界里“模式植物”的代表之一?!皵M南芥是地球上最早被完全測(cè)序的植物,全世界的科學(xué)家對(duì)于擬南芥的研究相對(duì)比較深入一些。因此,通過(guò)擬南芥的培育,可以了解其他植物生長(zhǎng)發(fā)育的特點(diǎn)?!?/p>
孫博教授告訴記者,相對(duì)于模式植物擬南芥,小麥、水稻等地球上常見的糧食作物基因組會(huì)復(fù)雜一些,了解了擬南芥在空間站生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo),可以對(duì)水稻、小麥等作物在太空中的培育有借鑒作用。
在地球上,擬南芥適合在北溫帶地區(qū)生長(zhǎng),如中國(guó)的華東、西北等地區(qū),在江蘇的野外也有發(fā)現(xiàn)。同時(shí),擬南芥對(duì)于生長(zhǎng)的溫度、營(yíng)養(yǎng)、光照都有一定的要求,得在十幾度到二十幾度的生長(zhǎng)環(huán)境中成長(zhǎng),太冷或者太熱都長(zhǎng)不出,普通的“水培”方式長(zhǎng)出來(lái)也不會(huì)很好,營(yíng)養(yǎng)一定得充足。
第三次的“天宮課堂”也是航天員們首次在中國(guó)空間站實(shí)驗(yàn)艙開課。前兩次“天宮課堂”,神舟十三號(hào)的航天員都是在天和核心艙內(nèi)授課。自6層高的問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙上天后,航天員就有了自己的豪華實(shí)驗(yàn)室。據(jù)了解,問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙組裝了生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜等各個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜,還有科學(xué)手套箱、低溫存儲(chǔ)柜等科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施。科學(xué)手套箱為我們提供了一個(gè)密閉潔凈的操作空間,讓我們的實(shí)驗(yàn)更加便捷可控,未來(lái)問(wèn)天艙內(nèi)還將安裝一臺(tái)靈巧機(jī)械臂和一套顯微操作系統(tǒng),在它們的共同配合下,就可以給細(xì)胞做手術(shù)、穿刺,操作精度可以達(dá)到5微米。
新華日?qǐng)?bào)·交匯點(diǎn)記者 楊頻萍
圖源:央視新聞直播截圖