当航天员朱杨柱和桂海潮打起用水做的“乒乓球”时，地面课堂的同学们纷纷发出惊叹的声音。这是“天宫课堂”第四课中的一个奇妙实验。地面条件下，液体的成形和流动同时受重力与表面张力影响。而在太空微重力条件下，乒乓球拍上所绑的吸汗毛巾的微绒毛让液体无法吸附，能让水球和毛巾形成疏水结构，呈现出“拍水不破”的效果。航天员朱杨柱说：“这种疏水结构的处理工艺在我们纺织工业里面是很常见的，大家穿的冲锋衣、速干衣，都用了这种处理工艺，科技给我们的生活带来很大的便利。”
↑神舟十六号航天员朱杨柱（右）、桂海潮展示在微重力环境下，用“特制”乒乓球拍击打水球。新华社记者 厉彦辰 摄
此前在“天宫课堂”第三课中，航天员陈冬同样利用液体进行了毛细效应实验，“天宫课堂”第二课也有液桥演示实验，这一系列实验都展示了流体现象的天地差异。
↑2022年3月23日，在新疆乌鲁木齐市第七十中学，学生观看王亚平在“天宫课堂”上进行液桥演示实验。新华社记者 丁磊 摄
为什么几乎每次太空授课都会出现液体的身影？在微重力环境下，液体的很多特性都会发生改变，这也意味着航天器燃料的流动性质与地面存在显著的差异，这些液体实验能够从直观的角度向青少年科普相关知识。
这次天宫课堂中的又见陀螺实验，之所以是“又见”，是因为在神舟十号任务中，王亚平曾利用陀螺，向大家展示了高速旋转的陀螺的定轴特性。而这种特性在保持飞行器飞行姿态的稳定等航天领域用途广泛。
↑2013年6月20日10时许，我国首次太空授课开始。神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验，展示失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。这是航天员王亚平演示太空陀螺运动。新华社记者 李鑫 摄
而在这次太空授课中，桂海潮手上的陀螺，比上次王亚平使用的陀螺要大出数倍，朱杨柱快速拨动陀螺，使陀螺高速运转，桂海潮双手持握陀螺两端，仅仅需要轻微改变手持的方向，悬在空中的身体便可以改变角度。
↑神舟十六号航天员桂海潮在微重力环境下，利用金属陀螺展示静止及旋转情况下的角动量守恒现象。新华社记者 厉彦辰 摄
“我们的空间站就是用了同样的原理，装有多个控制力矩陀螺。”航天员桂海潮说，“他们的总重量只有几百公斤，却可以让重达近百吨的空间站，在太空当中轻松自如地转身。”
这两次陀螺实验，都体现出角动量守恒现象，同样展示这个原理的实验，还有“天宫课堂”第一课中的人体运动实验，“怎么才能实现转身呢？”航天员叶光富伸出右手开始不停画圈，利用角动量守恒的特性，成功转身。
不同的实验环境能带来不同的实验结果，在“天宫课堂”第二课中，当“冰墩墩”摆件被抛出后几乎不受外力影响，保持近似匀速直线运动时，同学们才真正看到牛顿第一定律所描述的现象：匀速直线运动，这一现象在地面普通环境中几乎难以实现。
同样在地面普通环境中难以实现的实验，还有这次太空授课里的球形火焰实验。
航天员桂海潮用火柴在空间站里点燃蜡烛，蜡烛点燃后所呈现出的火焰并不是常规的锥形，太空中的燃烧因为微重力环境，使得加热的空气并不会上升，只能慢慢进行扩散，向外扩散的过程使火焰成为近似球形的形态。
↑神舟十六号航天员桂海潮展示在微重力环境下，蜡烛燃烧所产生的球形火焰现象。新华社记者 厉彦辰 摄
而在“天宫课堂”第四课的动量守恒实验中，航天员们演示了不同质量钢球的质心碰撞现象，他们用相同质量的钢球碰撞和不同质量的钢球碰撞展示并讲解了微重力环境下的动量守恒定律。
航天员桂海潮说：“请同学们注意，当年提出动量守恒定律的物理学家们，可没有我们今天这样理想的实验条件，他们依靠缜密的逻辑和简单的一些设备，就推动了物理学不断向前发展。”
而如今，实验条件已经“飞”进太空，为许许多多的青少年，打开了梦想之帆。（记者李国利、厉彦辰）
编辑：张骄瀛
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