微重力和超重力是與重力場強度相關的兩個重要概念，廣泛應用于航天、材料科學、生物醫學等領域。以下是它們的詳細定義及相關背景：

一、微重力（Microgravity）

• 這里的 “微" 并非絕對的 “零"，而是強調重力作用極其微弱，物體幾乎處于 “失重" 狀態。

形成原因：

• 航天器軌道飛行：如衛星、空間站等，通過高速繞地球運動產生的離心力抵消地球引力，形成微重力環境（例如國際空間站內的重力加速度約為 10??~10?3g）。

• 自由落體：如落塔、拋物線飛行的飛機（如 “失重飛機"），在短暫的自由下落過程中可模擬微重力（持續時間從幾秒到幾十秒不等）。

• 遠離天體的宇宙空間：由于距離天體較遠，引力極其微弱，自然形成微重力環境。

用場景：

• 材料科學：研究微重力下熔體結晶、合金凝固等過程，可制備無缺陷晶體或新型復合材料。

• 生物醫學：探索細胞在微重力下的形態變化、基因表達，以及長期失重對人體的影響（如骨質流失）。

二、超重力（Hypergravity）

形成方式：

• 主要通過離心力模擬：物體在高速旋轉的離心機中，會受到與旋轉方向垂直的離心力，從而處于超重力狀態。例如，離心機轉速越高，物體所受的超重力加速度（以 “n 倍 g" 表示，如 5g、10g）越大。

應用場景：

• 材料制備：在超重力場中，物質的傳質、反應速率被強化，可用于高效合成納米材料、分離混合物等。

• 生物研究：模擬重力環境對生物體的影響，如研究細菌、植物在高重力下的生長規律，或測試宇航員、飛行員對高過載的耐受能力。

• 工業分離：利用超重力強化液 - 液、氣 - 液分離過程，如高效脫除液體中的氣泡或雜質。

總結