水球中注入一个气泡成像原理 (天宫课堂水球)

太空中的水球里的气泡成像原理,水球中注入一个气泡成像原理

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太空中的水球里的气泡成像原理,水球中注入一个气泡成像原理

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2021年12月9日

“天宫课堂”第一课在中国空间站正式开讲后

中国载人航天陆续收到来自地面学生们的提问

对于三名航天员在太空中展示的神奇现象

有粉丝表示想要进一步弄清实验背后的原理

通过前几期的“天宫课堂”内容回顾和问题解答,

我们了解了细胞学研究实验、太空转身和浮力消失等实验背后的基本原理,

揭开了太空中那些奇特现象的神秘面纱。

接下来我们一起了解一些有关水的实验吧

“水球光学实验”

↓↓↓

水球中加入气泡,

一正一倒两个人像如何形成?

通过这组实验我们能够看到, 在给水球注入气泡前,透过水球可以观察到航天员的倒立人像。而在水球中加入一个气泡后,则分别呈现出“一正一倒”两个人像。

太空中的水球里的气泡成像原理,水球中注入一个气泡成像原理

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当向水膜中继续注水时,由于水的表面张力作用,形成了一个更厚的水膜,这个厚水膜可以看做是一个中间厚两边薄一些的凸透镜。 根据凸透镜成像的原理,当人的位置远大于2倍焦距时,便会形成一个倒立缩小的像。另一方面,由于水在失重环境下,不会对其内部物体产生浮力,因此气泡可以稳定存在于水球中。由于空气和水的折射率不同,因此这个气泡会将水球分成两个中间薄两边厚一些的结构,从而形成两个凹透镜组成的光具组,成正立缩小的像,因此会看到“一正一倒”两个像。

太空中的水球里的气泡成像原理,水球中注入一个气泡成像原理

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来源:中国载人航天

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