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年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。“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，这是中国空间站首次太空授课活动。三位航天员展示了太空细胞、太空转身、浮力消失、水膜张力、水球光学、水中泡腾片等6个太空科学实验。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。
太空实验，涉及高中物理教材中的力学、热学和光学的相关知识和化学知识。太空转身和浮力消失实验是力学知识的应用；水膜张力实验是热学中液体表面张力知识的应用；水球光学实验是光学中透镜成像知识的应用；泡腾片实验是物理力学知识和化学知识的应用。
水球光学实验
实验现象：王亚平接着用饮水袋往水膜上注水，利用液体表面张力，水膜很快变成一个亮晶晶的大水球。叶光富立即向水球内注入空气，水球内形成一个球形气泡。神奇的事情发生了，水球产生了双重成像，中间和外部一个是正像一个是倒像。
原理解读：在地面上，水珠受到地球引力作用，呈现上小下大形状。在太空中，由于微重力环境，水珠在表面张力作用下呈现透明圆球，球形水珠相当于两个组合在一起的凸透镜，光线通过它发生两次折射，从而形成一个倒立的人像；当在水球中注入一个气泡时，光线通过它发生四次折射，从而在形成一正立的人像，其中倒立的像是光线在水球中两次折射的结果，正立的像是光线射入气泡四次折射的结果，这都是光的折射原理引起的光学现象。
泡腾片实验
实验现象：泡腾片遇到水之后会产生很多气泡，那么在太空，泡腾片与水球相遇会发生什么变化？王亚平将蓝色颜料液体注入水球中，变成一个蓝色水球，泡腾片插入蓝色水球中，泡腾片产生的绝大部分气泡包裹在水球里，变成一个气泡球，像一颗蔚蓝的地球。而随着气泡不断增多，水球逐渐变成了一个充满“气泡球”，并且产生了阵阵香气。
原理解读：泡腾片里通常有碳酸氢钠和柠檬酸（或其他弱酸），在地面上把它扔进水杯里时，酸和水发生反应产生二氧化碳气泡，由于存在浮力，二氧化碳气泡迅速上浮，然后在水面上消失；到了空间站里，气泡不受浮力影响，均匀地向四周扩散，其中绝大多数气泡留在水球中，极少数气泡突破水球的表面扩散到空气中。
知识点1、浮力
浸在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力叫作浮力。浮力指物体在流体（液体和气体）中，各表面受流体压力的差（合力）。
公元前年，阿基米德发现了浮力原理。
浮力的方向：与方向相反，竖直向上。
浮力产生的原因：浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差。
知识点2、液体表面张力凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力。
产生的原因：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。就像你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。
知识点3：透镜成像
透镜分为凸透镜和凹透镜。凸透镜成像规律就是：物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大，虚像越大。凹透镜对光线起发散作用，它的成像规律则要复杂得多。
知识点4：泡腾片
泡腾片利用有机酸和碱式碳酸（氢）盐反应做泡腾崩解剂，置入水中，即刻发生泡腾反应，生成并释放大量的二氧化碳气体，状如沸腾，故名泡腾片。
泡腾片的处方由主药、稀释剂、粘合剂、崩解剂、润滑剂和其他辅料组成，其中使用的稀释剂、粘合剂、润滑剂和其他辅料类型与普通片剂相同，只需根据制备工艺选择合适品种。与普通片剂不同，泡腾片中使用的崩解剂为泡腾崩解剂，泡腾崩解剂包括酸源和碱源，常用的酸源有柠檬酸、苹果酸、硼酸、酒石酸、富马酸、无机矿酸（盐酸）等；常用的碱源有碳酸氢钠、碳酸钠及其二者的混合物。酸碱比例对泡腾片的制备及稳定性影响显著，一般认为酸的用量超过理论用量，有利于泡腾片的稳定及改善口感。
