文/太空熊猫君

如果你关注过前几期杂志的内容，就会发现今天的太空科学实验有点儿眼熟，因为在2013年的首次太空授课当中，王亚平就做过类似的水膜实验。不过，这次的水膜张力实验，实验内容会更加丰富，保证让你大开眼界！

实验开始，只见王亚平小心翼翼地将一个环形装置伸到水囊之中，拿出来之后，环形装置的边框内部就出现了一个水膜。王亚平将环形装置竖直摆放在实验台上，又通过水囊的吸管向水膜上缓缓挤入更多水，水膜一点点变厚，竟然变成了一面边缘薄、中间厚的放大镜。随后，王亚平拿出在家里和女儿一起折好的纸花，小心地将它放到水膜上，这朵粉红色的纸花居然不停地转动起来，渐渐绽放！

为什么水膜中的纸花可以绽放呢？这其实和纸的材质有关系。我们知道，纸的主要成分是植物纤维，植物纤维中充满了微小的空洞，当我们将弯折过的纸张浸入水中之后，由于毛细作用，这些空洞会快速吸收大量水分，从而改变了纸内部的张力，产生一种拉扯纸张恢复平直状态的力量，所以纸花会慢慢绽放。你可能发现了，这个过程中并没有重力的参与，所以这个实验在地面上也是可以操作的。你可以试着用彩纸折叠出一朵小花，将它放入水中，看看它会不会绽放。

毛细作用又称毛细现象，指浸润液体在细管里升高或不浸润液体在细管里降低的现象。液体与固体接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的称为浸润液体，反之则称为不浸润液体。能够产生明显毛细现象的细管叫作毛细管。砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水等都是常见的毛细现象。在这些固体中存在许多细小的空洞，起着毛细管的作用。

借着这朵美丽的“太空之花”，王亚平也为全国的中小学生送来了来自太空的寄语：“同学们，你们都是祖国的花朵，含苞待放，未来是你们的。希望你们的梦想都能在这广袤的宇宙中绽放。”

接下来，王亚平继续向水膜注水，水膜越来越“胖”，转眼间竟长成了一个浑圆的水球！我们透过水球，看水球另外一侧的王亚平的头居然是倒着的。当然了，水球光学实验的精彩“大招”还在后面。王亚平邀请叶光富抽掉水球中的小气泡之后，她又拿着一个空注射器向水球中注入了一个大气泡。这一次，当镜头再通过水球观察王亚平的时候，居然出现了一正一反两个图像。水球中依然有倒着的王亚平头像，而水球中的气泡里呈现的则是正着的图像。

为什么会出现一正一反两个像呢？其实原理并不复杂，先说倒立的像，就是我们之前讲过的凸透镜成像原理——当物体距离凸透镜两倍焦距以外的时候，就会在凸透镜的另一侧形成倒立缩小的像。而当我们在水球中注入了空气泡，就光线的传播来说，空气泡将水球切割成了两部分，光线从空气进入水球后，会再进入空气泡中，然后再次进入水球，最后穿出水球回到空气中来，这个过程中光线两次穿过了水球。这两部分的水球构成了两个凹透镜，而凹透镜可以形成正立、缩小的虚像。因为两个凹透镜叠加了，所以我们看到的是倒立、缩小的像。

太空实验的乐趣不止于此，王亚平还给大家做了一个“太空欢乐球”。在叶光富抽走水球中的气泡之后，王亚平向大家展示了半片泡腾片，并且号召地面上的同学们将泡腾片放入水中，观察一下会出现什么现象。在地面教室，同学们将泡腾片放入水中，只见大量气泡从泡腾片上涌现出来，向上冲破水面而出，水杯中的水变得“波涛汹涌”。在太空中进行同样的操作，我们又会看到什么神奇的现象呢？为了让实验效果更加明显，王亚平先在水球中滴入了几滴蓝色色素，水球瞬间被浸染成美丽的蓝色。在水球中放入泡腾片之后，泡腾片的表面同样释放出了大量气泡，但神奇的是，这些气泡并没有冲破水面而出，而是在水球中不断聚集，水球缓缓地变大了。

为什么在地面上和太空中的现象会有这么大区别呢？我们需要先了解一下泡腾片。它是一种含有泡腾崩解剂的新型片剂，最常见的就是用来补充维生素C 的泡腾片，本次天宫课堂用的就是这一种。除了常规片剂具有的成分，泡腾片独有的泡腾崩解剂主要由柠檬酸、苹果酸或者硼酸等酸性物质和碳酸氢钠或者碳酸钠等碱性物质构成。当我们将泡腾片放入水中之后，酸性物质和碱性物质会在水中溶解，并且中和释放出二氧化碳，这个迅速崩解的过程可以将片剂的有效成分快速溶解在水中，便于人们服用和吸收。当我们在地面上使用泡腾片的时候，泡腾片溶解释放出来的二氧化碳气体受到浮力的作用，自然会快速地向水面移动，进而被释放在空气中。而太空中没有重力，气体自然也就不受浮力。气体没有固定的移动方向，又被水的表面张力牢牢地固定在水球中，很难被释放出来，所以水球就变成了“太空欢乐球”。

蔚蓝色的“太空欢乐球”配上溶解中的泡腾片，看起来像极了我们的地球。王亚平说：“地球是我们人类在宇宙中的摇篮，但是人类不可能永远生活在摇篮里，如今我们已经拥有了自己的空间站，相信未来中国人的脚步一定会踏入月球、火星和更远的深空。”

同学们，从“太空之花”到“太空欢乐球”，我们能感受到专家们设计太空课堂的深意。他们不仅为我们展示了神奇的太空实验现象，更希望借此在每个孩子的心中种下一颗科学的种子。中国空间站的建设，是我国载人航天工程的一大步，却也只是中国人探索宇宙的第一步。在未来，中国人登上月球、火星，甚至抵达更远的地方都不是幻想，而迈出下一步的人，很可能就在听过“太空科学课”的你们中产生。

到这里，中国空间站首次太空授课的实验展示环节就结束了，接下来依然是天地连线互动环节，同学们又提了哪些问题？在太空中的生活、工作与所看到的风景，和地面上又有哪些区别呢？别走开，下一期太空熊猫君将继续为你揭晓答案。