全球科学，第1部分

2012年7月，宇航员唐纳德·佩蒂特（Donald Pettit）在国际空间站进行的为期六个月的轮班制结束。 在业余时间里，唐录制了通俗的科学视频，并在零重力下进行了名为“ 科学脱离球体”的实验 。 这些实验是非常不寻常且美丽的，我记得五年前我很高兴地看着它们。 也许是因为周年纪念日，让我再次想起了他们，我惊讶地发现这些视频在YouTube上收看的次数很少。 好吧，那么对于更多读者来说，它们将是新颖的，而回顾它们将是有用的。

广告以流行科学广播的形式出现，间隔一到两周，在每个广告的结尾，Don向观众提出了一个主题问题。 答案在破坏者的底下，因此您可以冷静地思考（有非常困难的问题）。 广告中的讲话当然是英语，但您可以阅读字幕的自动翻译，我在视频前加了评论/解释。

第一集 织针实验

在国际空间站上，您可以带走少量私人物品，而织针很可能是首次进入太空。 但不是用于编织，而是用于静电实验。 如果摩擦辐条，它将获得电荷。 一滴带相反电荷的水滴将被吸引，绕圈飞行。 重力服从平方反比定律，跌落将像小卫星一样移动（重力也服从该定律）。 除了一个例外，自然界中的引力源可以表示为物质点（恒星，行星和其他重物具有球形），但此处的力场被证明是圆柱形的，并且液滴不在轨道平面内移动，而是在三维区域内移动。 液滴的运动也可以与太阳风的带电粒子进入地球磁场的行为进行比较。



问题：在视频结尾处，Dr。 Pettit在注射器附近放置一个尼龙针，该尼龙针在特氟隆针附近注入水。 唐为什么需要尼龙辐条，为什么第二辐应该是铁氟龙呢？

第二集。 小酒馆

视频中没有提到这一点，但同一个唐·佩蒂特（Don Pettit）早在2008年的前一次飞行中就发明了零重力水杯。 通常，宇航员和宇航员从带有小管的塑料袋中饮用。 他们可以饲养粉状饮料，冲泡茶或咖啡。 但是，如果我们制作一个特殊的杯子，且其一侧倾斜一个角度，则毛细管效应将导致液体在该位置上升。 从杯子里你可以饮液体。 在视频中，宇航员和宇航员第一次在零重力的作用下使自己的眼镜叮当响。 Pettit的设计非常简单，于是他们开发了漂亮的卷发杯 ，但它们使用了相同的效果。 在“严重的”火箭科学中使用了相同的毛细作用-相似的角度将液体燃料保持在油箱的颈部附近，以便在发射时，助推气泡不会进入发动机。 后来，当发动机开始产生牵引力时，液体燃料在其自身重量的作用下会降低。



问题：为什么不能在零重力下使用常规杯子？

第3集：薄膜物理

在地球上，只有认真降低其表面张力，才能获得水膜。 儿童经常在不知不觉中玩这个实验，玩肥皂泡。 在重力作用下，无法从蒸馏水中获得胶卷，但是在失重状态下会出现惊人的效果-从注射器中喷出的水滴可以进入胶卷，从胶卷反射甚至飞过胶卷。 如果我们使用烙铁并产生温度梯度，那么薄膜中就会出现马兰戈尼效应 -由于表面张力的差异，物质的运动。 在这种情况下，您可以沿相反方向移动。 如果水膜是凸的，即在中心较厚，则对流将在侧面；如果水膜是凹的，即在中心比在边缘处薄，则将对流指向中心。



问题：为什么水膜的形状决定了Marangoni效应的方向？

第4集。旋涡和透镜

继续进行薄膜实验。 在它们中，粘性力相对较弱，因此，如果您先扭曲了这样的膜，并且事先对其进行了着色，就会发现它可以旋转几分钟。 一滴染料滴落在薄膜上，形成蘑菇形图形，实际上是涡流环的纵向截面。 如果将管子吹到胶片上，可以获得相同的效果。 最后，水膜就像透镜一样工作-凸面将聚集（正），而凹面将散射（负）。 平板胶片既不会放大也不会缩小。



问题：粘度如何影响涡旋？

第5集。泡泡娱乐

由于重力在零重力下的表面张力，有可能使气泡从气泡中的空气中脱离出来，并取得一定的成功-气泡中的气泡由于空气中的气泡而在气泡内部的气泡中飞行。 所有这一切也旋转。



问题：为什么当最大的气泡旋转时，其内部的气泡在中心对齐？

第6集。红外地球

该电台有一个可以在近红外范围内拍摄的相机。 可以在可见范围内拍摄的类似相机的存在使您可以轮流查看不同范围内的相同地形。 红外范围使植被非常引人注目，这不仅可以拍摄精美的照片，而且可以使用科学和国民经济中获得的数据。



问题：为什么IR植物是红色而城市是灰色？

第7集。太空声波

在此视频中，唐发现了旧扬声器，将水滴洒在上面，开始在20至40赫兹的区域应用干净的音调，并观察发生了什么。 事实证明，它非常漂亮，在地球上，引力不会让人们看到它。



问题：为什么使用低频？