◎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(hào)航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮進(jìn)行太空科普授課。這是中國航天員首次在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)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(shí)驗(yàn)吧。

圖1 天宮課堂開課（圖/新華社）

實(shí)驗(yàn)一：球形火焰

朱楊柱取出一支蠟燭，桂海潮劃燃火柴點(diǎn)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(lán)色，形狀近似球形。朱楊柱輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)蠟燭，火焰的形狀幾乎不變。

原理一起學(xué)：

在空間站，微重力環(huán)境幾乎消除了浮力對(duì)流，燃燒后的氣體向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)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(duì)流，因此，蠟燭的火焰呈錐形。

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

實(shí)驗(yàn)二：奇妙“乒乓球”

朱楊柱用水袋擠出一個(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(jié)束后，朱楊柱還一口把“乒乓球”吞了下去。

原理一起學(xué)：

水在太空中因?yàn)楸砻鎻埩ψ兂闪饲蛐?。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(shí)可以輕松滑落，不會(huì)被吸收，因此“乒乓球”可以被彈出去。

圖2 奇妙“乒乓球”實(shí)驗(yàn)（圖/新華社）

實(shí)驗(yàn)三：動(dòng)量守恒

圖3 動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)（圖/新華社）

朱楊柱和桂海潮給夢(mèng)天氣閘艙艙門貼上一米見方的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格布，進(jìn)行動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)。只見兩位“太空老師”分別演示了兩個(gè)同樣大的鋼球撞擊、小球撞大球以及大球撞小球所產(chǎn)生的不同效果。

原理一起學(xué)：

當(dāng)兩個(gè)同樣大的鋼球進(jìn)行“動(dòng)碰靜”時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒，可以計(jì)算得出兩個(gè)球“互換”了速度；當(dāng)“小碰大”時(shí)，可以計(jì)算得出小球進(jìn)行反方向運(yùn)動(dòng)，大球以較慢的速度向前運(yùn)動(dòng)；當(dāng)“大碰小”時(shí)，可以計(jì)算得出大球的運(yùn)動(dòng)速度和方向不變，小球以更快的速度向前運(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)四：又見陀螺

桂海潮拿出一個(gè)陀螺，這個(gè)陀螺可以縱向旋轉(zhuǎn)，兩側(cè)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(dāng)朱楊柱讓陀螺快速轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，再做出同樣動(dòng)作的桂海潮，身體明顯出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)。

原理一起學(xué)：

陀螺快速自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了角動(dòng)量，再改變它的方向時(shí)，角動(dòng)量會(huì)發(fā)生顯著的變化。陀螺與航天員的手產(chǎn)生了反作用力學(xué)，從而讓航天員輕松地轉(zhuǎn)身。