2013年6月20日，
神舟十号载人飞船的航天员王亚平
在天宫一号空间站
在聂海胜、张晓光协助下
进行我国首次“太空授课”，
此次“太空授课”历时50分钟。
全国8万所中学6000多万名学生，
还有坐在电视机前的观众
通过中央电视台直播，
收看了这堂神奇的“太空授课”。
这堂课，
点亮了许许多多孩子的好奇心，
点亮了无数个孩子的航天梦想。
从此之后，
“天宫课堂”开始成为
中国开展科学知识普及的
一大知名国家品牌。
随着天和核心舱成功发射，
中国天宫空间站进入在轨建造阶段，
“天宫课堂”变得活跃起来，
接连于2021年12月和2022年3月两度开课，
神舟十三号乘组的3名航天员
华丽转身为循循善诱的科学课教师，
在九天之上向全球观众演示了一批
精心设计的科学实验，
并揭示背后的科学道理。
快带孩子一起复习这三次课吧～
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2013年6月20日
首次“太空授课”
2013年6月20日，中央电视台第一次进行了“太空授课”直播，主持人与专家在演播室完成了“太空授课”的相关话题，并通过视频直播连线了北京飞控中心、人大附中地面课堂。
上午10点05分，航天员王亚平在天宫一号里面，开启了这堂神奇的“太空授课”。
太空单摆实验
在地面上，支架上的细绳拴着一颗小球构成一个单摆系统。将小球拉起后放手，小球开始往复摆动，运动周期与细绳长度、重力加速度有关。最终，小球在空气阻力作用下停止摆动。但在太空中没有重力影响，拉起小球后放手，小球会停在原位置，不产生摆动；如果用手推一下小球，给小球一个较小的初始速度，小球便可绕着支架轴做圆周运动。而在地面上，如果不给小球一个非常大的初始速度，小球是很难进行圆周运动的。
太空单摆实验（图片来源：CCTV）
太空陀螺实验
高速旋转陀螺的自转轴轴向在惯性空间中会保持不变。太空中，用手触碰高速旋转的陀螺和静止的陀螺，高速旋转的陀螺虽然会产生轻微晃动，但其自转轴的轴向保持不变，而静止的陀螺则会发生翻滚。可见，高速旋转陀螺的定轴特性在天上和地面上是完全一样的，因此航天器可以采用陀螺仪来进行空间定向。
太空陀螺实验（图片来源：CCTV）
太空水膜、水球实验
作用于液体表面、使液体表面积缩小的力，叫液体表面张力。金属圈插入水袋后形成的水膜不会破碎，往水膜表面贴上“中国结”，水膜依然完好。这是在太空失重环境下液体表面张力特性突显的结果。
向水膜注水，水膜很快变成一个晶莹剔透的大水球。这样完美的球形只可能存在于微重力环境中，因为在地面上液体表面张力难以抗衡地球引力的影响，水球必然发生形变。
太空水膜、水球实验（图片来源：CCTV）
首次开课全程回顾
2021年12月9日
时隔8年再次授课！
2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了第二次“太空授课”。
本次“太空授课”活动采取天地互动方式进行，在中国科技馆设置地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门设置地面分课堂。
浮力消失实验
在地面上，乒乓球放入水里，会浮到水面上，那么在太空中做同样的实验乒乓球“浮不浮”？
答案是：不浮！
看视频，了解原因↓↓↓
这项实验所展现的是浮力和重力伴生的现象。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。不过地球表面难以让浮力消失，这个试验很难直观地展示出来。在空间站的微重力条件下，浮力和重力之间的伴生关系就可以非常清楚地显现。
泡腾片实验
泡腾片遇到水之后一般会产生很多气泡，那么在太空，泡腾片与水球相遇会发生什么？
答案是：变成一个充满欢乐的“气泡球”
而且阵阵飘香↓↓↓

在地面环境中，将泡腾片扔进水球里，就能看到气泡上浮，可在中国空间站的失重环境中，因为浮力的消失，泡腾片扔进水中的产生的气泡不再上浮，而是相互挤压，最后就会形成一个很有意思的样子，这个水球也会被气泡撑得更大，就能看到水球一点点膨胀的效果。
水膜实验
在水膜实验中，王亚平将她和女儿在地球上制作的花朵折纸放进水膜，美丽的花朵瞬间绽放。
快来见证这神奇时刻↓↓↓
水球光学实验
王亚平往水膜里注入水，就得到了一个水球，接着往水球中注入一个气泡，神奇的景象出现了：透过水球和气泡能看到一正一反两个像。
这是怎么回事？
当航天员往水球中打入一个气泡，因为在太空中浮力已经消失了，所以气泡不会向上飘，而是老老实实待在水球中，水球因此被气泡变为了两部分，中间是空气，气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜，外圈成为了一个凸透镜，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。
太空细胞学研究实验展示
“天宫课堂”上，航天员叶光富给大家展示了，失重条件下的细胞生长发育研究。
荧光显微镜下观察到的心肌细胞，一闪一闪地跳动↓↓↓
2022年3月23日
第三次“太空授课”
第三次课3月23日下午正式开讲，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行“太空授课”。一个个太空实验，干货满满，快跟小编一起来复习～
太空“冰雪”实验
在“四季如春”的中国空间站里，王亚平制作了一颗晶莹剔透的“冰球”——液体球结晶，外观像“冰球”实为“热球”，背后是什么原理呢？戳视频↓↓↓
在地面上，利用饱和液体结晶是分离和提纯固体物质的一种方法。
过饱和溶液是指浓度超过理论平衡浓度的溶液，多余的溶质会析出结晶，通过过滤、洗涤、烘干等步骤可以提取到纯度更高的固体物质。
过饱和溶液是一种不稳定的状态，受到外界因素扰动时，容易结晶。结晶会受很多因素影响，如温度、压力、剪切力、超声、外界磁场等。结晶的过程是在外界因素的影响下首先形成晶核，晶核逐渐长大完成结晶过程。
“天宫课堂”中王亚平老师在前两次挤过饱和溶液的过程中，在管口即发生结晶现象也说明了过饱和溶液的不稳定性，挤压带来的压力诱导了结晶。
液桥演示实验
地面重力环境下，水的表面张力微不足道，那么在太空的微重力环境下，液体的表面张力有多强？看航天员用液体搭一座桥↓↓↓
液体表面张力是作用于液体表面，使液体表面积缩小的力。液体都具有表面张力，尤其在失重作用下，表面张力更会“大显神威”。
表面张力使得液体表面相当于存在一个类似“弹性薄膜”一样的东西，束缚着液体的运动。它的本质是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就比如拉开弹簧时，弹簧反而表现具有收缩的趋势。
水油分离实验
地面上，水和油混合后自然分层，油在上水在下，那么在空间站里，水和油会自然分层吗？
答案是：不会。
看视频，了解原因↓↓↓
在相同体积的情况下，水的密度大于油，水的质量更大。根据向心力公式F=mrw2，当角速度w和半径r相同时，质量m大，水滴需要的向心力越大，即等效的离心力也就越大，所以质量更大的水被甩到了瓶底。水和油实现了分层。
太空抛物实验
太空抛物实验中，来了一位特殊的助教：冰墩墩！在太空中抛出冰墩墩，会和地面上一样向下坠落吗？
一试便知↓↓↓
在地面抛出物体，由于一直受到竖直向下的重力作用，分析它的运动轨迹，主要看抛出的速度沿着什么方向：
抛出速度在竖直方向时，不论上抛还是下抛都是直线变速运动；
当抛出物体的速度不再沿着竖直方向，不论是斜着抛出，还是水平抛出，物体运动都是曲线变速运动。
而在太空，由于在空间站舱内，物体几乎不受重力作用，不论往哪个方向抛，几乎都可以看作是匀速直线运动，因为物体只受到微弱的空气阻力作用，速度方向和大小的变化都很微小。
这堂课会一直开下去！
小编在6月4日举行的神舟十四号载人飞行任务新闻发布会上了解到，神舟十四号任务期间，将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的太空空间站建造，建成国家太空实验室。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。
据中国载人航天工程办公室，以后的空间站上会持续有航天员在上面工作、生活、开展实验，天宫空间站的条件，以及天地通信的保障条件都很好，所以航天员在空间站上飞行的过程中，与地面进行互动交流、开展一些科普活动，这以后是会常态化的。

END
本文来源｜综合自中国教育报、人民日报海外版、中工网、中国科学技术馆、微言教育、科普中国、环球时报等
责任编辑｜王佳实

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