为什么烟花能绽放出美丽的图案?

生活常识

为什么烟花能绽放出美丽的图案?

烟花的化学原理,其实和爆竹大同小异,其结构都包含黑火药和药引。点燃烟花后,发生化学反应引发爆炸,而爆炸过程中所释放出来的能量,绝大部分转化成光能呈现在我们目艮前。制作烟花的过程中加入一些发光剂和发色剂能够使烟花放出五彩缤纷的颜色。

发光剂是金属镁或金属铝的粉末。当这些金属燃烧时,会发出白炽的强光。发色剂其实只不
过是一些金属化合物。金属化合物含有金属离子。当这些金属离子燃烧时,会放出独特的火焰颜色。不同种类的金属化合物在燃烧时,会发放出不同颜色的光芒。举例说,氯化钠和硫酸钠都属于钠的化合物,它们在燃烧时便会发出金黄色火焰。同样道理,硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。在化学科,我们常常会运用以上结果来测试物质中所含的金属。这种类型的实验称为焰色试验(flametest)。烟花便是利用金属的这种特性制成的。制作烟花的人经过巧妙的排列,决定燃烧的先后次序。这样,烟花引爆后,便能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案了。

焰火要飞得高炸得开,效果才会好。所以,礼花弹中填充了大量用于发射以及爆炸的火药,只有这样才能达到好的表演效果。例如,一个直径为20厘米的礼花弹在发射后,要上升到大概200米的高空才会爆炸开来,让我们欣赏到五颜六色的星星点点,而这些星星点点覆盖的半径大约有80米左右。

不要小看这些星星点点,它们的温度可不低。在发光发亮时,它们的温度能超过1000℃,正是在这样的高温下,礼花弹中填充的各种特制金属材料才能吸收到足够的能量,发出绚丽的光芒,这就是中学常讲的焰色反应。正是因为不同的金属原离子在高温下能够发出不同颜色的光,我们才能看到颜色各异的焰火。

不过,焰色反应有一个很严重的缺点,就是通常需要高温。所以,我们看到焰火晚会中的点点焰火,温度都是非常高的。一般在工艺中,我们使用金属可燃物来达到这样的温度,比如说铝、镁等。铝燃烧时放出的热量很多,甚至可以将铁熔化(熔点大约1500℃)。即使焰火的残渣掉到地上时,内部温度也可以达到300℃,绝不仅仅是“有点烫”而已。所以,规定一个安全距离是非常重要的。

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