专家：天地实验差异“百闻不如一见”

　　“天宫课堂”9日下午开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。此次授课内容和形式有何新变化？神奇的太空现象蕴含了哪些奥妙？中国科学院物理研究所研究员、中国物理学会科普委员会主任魏红祥接受中新网记者专访，进行解读。

　　此次授课，“太空教师”们用首次太空授课内容——陀螺实验开场。魏红祥说，“这是一种很好的致敬和传承。”与首次太空授课相比，此次授课内容和形式也有不少新变化。在魏红祥看来，最重要的是“教室”的变化。“此次太空授课是在我们自己的全新的空间站上，宽敞明亮而且长期在轨运行。我们的太空授课进入了‘新时代’。”

　　此外，由于地面的学生需要同步开展实验，在中国科技馆现场，还有许多老师和专家为孩子做辅助解读和引导。魏红祥认为，这些形式上的创新为利用空间站开展科学普及，特别是青少年科学素质培养开了个好头。“天地同步开展实验有助于同学们更加直观地感受重力的作用，感受不同力相互作用的结果。”

　　“百闻不如一见。”魏红祥说，物理是一门实验科学，在空间站微重力环境下，可以演示出在地面环境难以实现或者不可能实现，只能在理论上推理和想象的现象，让大家“眼见为实”。

　　“这种还原事物本来面貌的做法，让学生们有机会了解和思考物理书本上的公式从何而来，真实的物理现象应该是什么样子。”魏红祥说，这不但能够激发学生学习物理的兴趣，同时也是培养同学们科学精神的最好途径之一。

　　首次在新的“太空教室”授课，3名航天员专门展示了在轨工作生活场景。从画面中可以看到，空间站里微波炉、冰箱、饮水器等家电一应俱全。魏红祥介绍说，空间站的家电虽然基本功能和地面上的类似，但空间站对家电安全性、可靠性、能耗经济性等方面的要求远远高于地面。“另外受微重力环境影响，无论内部元器件还是盛放食物的容器都要经过特殊的设计。”

　　授课过程中，天地实验现象的差异引起了学生的浓厚兴趣。为什么会出现这些现象？专家以浮力消失实验和泡腾片实验为例，解释了其中的物理原理。

　　魏红祥介绍说，在地面，气体、液体等流体由于重力的作用，其内部压强和深度成正比；而在太空微重力环境下，流体不同深度的压强差不多一样大，因此放在里面的物体四面八方的受力相互抵消，浮力也就消失了。“所以我们会观察到，在太空中，水里的气泡不会像在地面那样上浮。”

　　再如水球实验，魏红祥解释称，在地面上水滴的形状受重力和液体表面张力的影响，随着质量的变化会有很多构型，而在空间站，水滴的形状主要受表面张力的影响，会表现出近乎完美的圆球形。

　　和地面相比，空间站还有很多独特的实验环境。魏红祥说，除了大家熟悉的微重力外，极低温、强辐射等都是地面难以大规模实现的极端环境。在这种环境下可以开展一系列物质科学、生命科学、宇宙科学以及工程技术方面的研究。