天宫空间站

天宫上的“毛细”现象

2022年10月12日，“天宫课堂”第三课开讲，这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。在微重力环境下的毛细效应实验如图1所示，航天员在培养皿中装入一定质量的液体。我们看到，将不同粗细的上下开口的直管插入液体中，不论管子粗细，液体都能上升直至填满整个管子。

当把一根与液体“浸润”的管子插入液面时，由于与管壁接触的一圈液体分子受到了被管壁向上拉的力，液面与器壁接触的位置就会向上弯曲，如图2所示，管中的液体由于拉力也会出现上升的现象。当向上的力量与液柱受到的向下的重力匹敌时，液面就不再上升。在微重力环境的空间中，由于没有重力的影响，液面会上升得更高。

反之如果把“不浸润”的管子放进液体里，液面会由于毛细效应而下降，在空间站这样微重力的环境中，无论管子插多深，液体都很难进入管内。

毛细效应是生活中十分常见的现象，医院里采指尖血用的那根细细的玻璃管就是利用毛细效应把血液吸进管中的。把纸巾的一角放入水中，稍后会发现整张纸巾都会变湿，土壤中的缝隙把深处的地下水吸到浅表处都是源于毛细效应，植物根系吸收的水分通过微管输送到高处也和毛细效应有关。

太空探索永无止境，我们要努力学习科学知识，为中国式现代化贡献力量。

科学研究的“太空实验室”

平时我们感觉到自己有多重时，这种感觉来自支持力。如果失去支持，我们就将失去对重力的感觉。例如，一个人从高处坠落，在坠落的过程中，因为失去了支持，所以此人将体验到类似太空中才有的失重。但是，失重环境中物体的重力却仍然存在。

我们平常说的重力是由地球引力产生的，所以不少人会误认为，人造卫星所在的轨道因为距离地面比较远，因此地球对它们的引力很小，所以叫做微重力，这是不对的。根据，同一个物体我们常用g来衡量重力的大小。距离地球越远，g就越小，然而，就算是在距离地面200km的高度也没有降多少，大约为0.94g，而在1000km的高度为0.75g。也就是说，一个物体在地面重100N，到了1000km高度，依然受到75N的重力。国际空间站离地球的距离不超过420km，因此，它受到的地球引力并没有减少多少。因此，如果我们把“微重力”理解为微小的重力。或者是微小的地球引力，肯定是不对的。只有当距离地球很遥远时，才会出现地球引力很小的情况。（g取10N/kg）

A. B.

C. D.

激光是20世纪的重大发明，被称为“最快的刀”“最准的尺”和“最奇异的光”。激光具有超强的能量密度，可以在直径几百纳米的范围内产生几百万度的高温，因此，在工业上，激光刀可切割坚硬和柔软的材料，对切割部位进行局部照射几秒钟便能切割好。激光刀还是外科医生的好帮手，用它做手术没有丝毫机械撞击，而且又快又精准，大大减轻了病人的痛苦，应用于血管瘤、脑部手术等。

激光单色性好、方向性强、测距精度高，使得测量人造卫星、月球等目标的距离变成现实。宇航员在月球上安放激光反射器，激光器从地球向月球发射一个激光脉冲信号，月球上的反射器能够将激光脉冲原路返回，激光脉冲从发出到接收时间间隔为2.56s。

激光也被作为电影素材，在科幻电影《星球大战》中天行者使用的激光剑能释放出一道长约1m的纯能量束，战斗时悄无声息。