当五颜六色的烟花
于漆黑的夜幕之中绽放
伴随“嘭”的一声巨响
烟花凌空而起
顷刻间
红的、黄的、紫的、蓝的
各种颜色的烟花
纵横交错,宛若流星陨落
在感到喜悦幸福之际
大家知道烟花的这些
缤纷的颜色、各式各样的形状
是如何形成的吗?
烟花的结构
烟花,又称烟火、焰火,在火药发明之后就有了。烟花和鞭炮的结构很相似,都是用黑火药做药引,火药的药剂在空间爆炸时把烟花送上高空之中,当火药在高空中燃烧、爆炸,就形成了烟花。
烟花的颜色
烟花之所以能绽放五颜六色的样子,主要是因为“焰色”反应。
先来看看这枚礼花弹弹体的内部。剖开外壳,我们可以看到内部构造是这样的:下方是导火索,中间是炸药,外层则是有一圈球形小颗粒围绕,这些颗粒叫做“星体”,烟花的颜色就由它产生。
不同金属化合物燃烧时,火焰会变成不同颜色。从微观角度看,其实是受热时,原子的电子会从低能级跃迁至高能级,但这状态不稳定,电子又会从高能级掉回,并释放出光子。
不同元素释放出的光子波长不同,这也就有了我们看到的不同颜色。
烟花的颜色就是利用了这一原理。制作时在星体中加入锶盐,火光就会呈现出红色;加入钡盐,会变成绿色;加入钠盐,则会变成黄色……加入含有不同金属元素的化合物,烟花就能展现出五光十色。
一些颜色的调制则格外复杂,比如烟花届的“蓝色妖姬”,需要加入氧化铜、碱式碳酸铜等多种化学物质,才能获得比色纯度高的蓝色火焰。紫色的烟花,还要用蓝色和红色两种颜色复合而成。
这些化学药剂还可以做出闪烁的效果。当化学药剂引燃后,燃烧后产生的固体、液体残渣会覆盖到下一层药剂上,导致下一层药剂瞬间处于“熄灭”状态,当下一层药剂引燃后又会重新亮光,就这样一亮一灭地“闪烁”。
常看到的“银闪”“红闪”,就是这样形成的。
科学定型
调出了五颜六色后,还得给烟花科学定型。
烟花的形状和星体在礼花弹内的排布有关。比如最常见的菊花型,就是将星体排成这样的一圈,当礼花弹炸开时,星体就会向四周扩散,形成标准的圆形菊花。
燃烧时间和距离更长,火光熄灭前因重力下垂,就会变成柳树型。双层组合,便能看到有内瓣的双层烟花。
在礼花弹中插入硬纸片,让星体排列出笑脸,你就能在空中收获一个多巴胺笑容。
礼花弹下方加装固定方向的装置,再排字后,就能看到一个大大正面朝着你的“喜”字。
在礼花弹内排成什么形状,空中炸开就会是什么样子。甚至是三维立体、变身进化,也都难不倒现在的烟花。
除了排列星体,也可以将单个烟花作为矩阵点,多个同时发射再组合,2008年北京奥运会开幕式中的大脚印,就是这样组合出的。
每一个升起的烟花
都承载了天空下人们
满满的祝福和希望
在新的一年
你许下了什么愿望?
资料参考:科普中国、中科院物理所、武汉科学技术馆、中国广州发布
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