载人飞船工程中的物理知识

2016-11-01 18:30:00 作者:采采(网友上传) 分类 : 科普

  1. 声学:

  (1)在太空中没有空气,声音不能传播,宇航员与地面联系是通过电磁波来实现的。

  (2)在返回舱内有空气,空气能传声,宇航员能正常对话,能听到机器工作时的噪音,所以睡觉时要戴专用耳塞,这是通过“在人耳处减弱”的途径减弱噪声的。

  2. 光学:

  ⑴在太空中看地球是一个蔚蓝色的星球,这是由于地球不是光源,同月亮一样反射太阳光形成的效果。在太空中看太阳,就只能看到黑暗太空中一个地别明亮的光球,周围却一片暗淡,这是因为太空中没有空气等物质散射光线。

  ⑵为了在黑暗中拍摄清晰返回地面的过程,采用了红外线拍摄,因为返回舱与空气剧烈摩擦后温度很高,发出的红外线很明显。

  3. 热学:

  (1)能量转换:火箭上升段时,燃料的化学能转化为火箭的机械能和热能,且动能和重力势能不断增加;返回舱返回时机械能由于“摩擦生热”不断转化成热能,且动能和重力势能都在减小;飞船进入椭圆轨道后,在由近地点飞向远地点的过程中,飞船的动能不断减小,重力势能不断增加。

  (2)火箭发射时,周围冒出大量的“白气”,这是因为火箭喷出的高温、高压的燃气能将附近所有物体熔化,为了避免这种破坏,科学家在发射台下设计了一个巨大的水池,利用水的比热容较大,不易升温,且水汽化时要吸收大量的热量,防止损坏发射台。

  (3)返回舱返回时,由于与空气剧烈摩擦产生大量的热,为了防止烧坏船体,科学家在设计和制造时,除了选用耐高温的材料外,还在飞船外面覆盖了一层特殊的物质,这种物质在发生熔化、汽化和升华时会吸收大量的热,使返回舱的温度不致升得过高,保护了飞船和宇航员的安全。

  4. 电学:

  (1)“神舟”飞船进入太空后会展开巨大的太阳能电池帆板,在面向太阳时将光能转化为电能供设备使用,同时储存一部分在蓄电池中(电能转化为化学能);在没有阳光时,蓄电池放电供设备使用,将化学能转化为电能。

  (2)天地间的通话是靠电磁波来实现的。我们看到宇航员与家人通话时略有延迟,是由于电磁波在天地间往返的路程较长(通过布置在各地的测控站间传递)引起的。

  5. 力学:

  (1)在太空失重状态下,不能够使用的仪器有:天平、弹簧测力计测动(测拉力可以)、压强计、密度计等,但温度计、刻度尺、放大镜、电流表和电压表等仍能使用。在失重状态下浮力、液体压强将消失,在水中吹气泡,气泡将既不上升、也不下降。不能以正常方式喝水,只能通过塑料袋挤进口中……

  (2)宇航员在太空漫步应穿上专用的宇航服,因为在太空没有空气,没有大气压,有强烈的紫外线辐射和易受太空垃圾的撞击等不适合人类生存的因素。

  (3)火箭上升段,推力大于阻力和重力,做加速运动。返回舱返回时阻力大于重力,做减速运动。

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