烟花为何绚丽多彩
  • 来源:科普时报
  • 作者:王佳晨
  • 2022-01-28 14:58

新华社发 索万纳拉 摄

节日我们观看烟花时,在烟花绽放之后,都会听到“嘣”的一声,这是因为烟花在空中发生化学反应产生了爆炸。

以传统烟花为例,传统烟花的主要成分是黑火药,含有硫磺、木炭、硝酸钾。硝酸钾分解放出的氧气,使木炭和硫磺剧烈燃烧,瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体。由于体积急剧膨胀,压力猛烈增大,于是发生了爆炸。

随着科技的进步,现代烟花的成分也各不相同,但一定都包含有氧化剂和可燃物质,可以发生剧烈的燃烧反应。正是产生的爆炸,让膨胀的气体四周散发,使气体膨胀的形状为球形。这样的球形无论从各种角度看来,都是美轮美奂、完美无瑕的,再搭配上爆炸时产生的有节奏的声响,更多了一份协调美、音律美。要说燃放烟花的时候,为什么会呈现出多种多样的颜色?烟花绽放时是靠金属灼烧时的现象来产生颜色的,这种现象叫作焰色反应。

金属原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,又很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出,因而能使火焰呈现颜色。由于金属的原子结构不同,电子跃迁时能量的变化就不相同,就发出不同波长的光。所以为了产生不同颜色的烟花,生产厂家会向烟花中加入不同的金属或金属盐,如添加钾盐产生紫色,添加钠盐产生黄色等。有些特殊的烟花还会控制火药的燃放顺序和金属盐的空间位置,从而呈现出随时间变换不同颜色或者渐变颜色的烟花。这样,在空中绽放的烟花颜色各异,还有渐变或变色的多彩,并且还伴随着耀眼的闪光,可以称得上是世上最美的景色之一了。

有了烟花的“绽放”和变色原理,我们就能明白为什么烟火会更加的绚丽多彩了。通过奇妙的物理化学变化,烟花绽放出无数发光的亮点从中心四散开来,不断变换着色彩,形成一根根光带,像交错相织的银河。这样的烟花,又有谁会不爱呢?

烟花的历史非常久远,最早的记载可以追溯到唐朝,据说与一个名叫李畋的唐代道士有关。《异闻录》记载,李畋“邻人仲叟为山魉所祟,畋命旦夕于庭中用竹箸火爆之,鬼乃惊遁。至晓,寂然安贴”。从中可以看出在唐代就已经有人制作爆竹以驱鬼辟邪。

无论是古代还是近现代,我们都能从当时的诗词中发现烟花的影子。宋代辛弃疾在《青玉案·元夕》中写道:“东风夜放花千树。更吹落、星如雨。宝马雕车香满路。凤箫声动,玉壶光转,一夜鱼龙舞。”作者把烟火比作花树、星雨,充满了丰富的想象。燃放的烟火,先冲上云霄,而后自空中而落,好似陨星雨。诗中的“宝”也,“雕”也“凤”也,“玉”也,种种丽字,只是为了给那灯宵的气氛来传神来写境,不愧能成为千古名篇,永世传唱。

到了近现代,描写烟花的诗词依然流行。“火树银花不夜天,弟兄姐妹舞翩跹,歌声唱彻月儿圆。不是一人能领导,那容百族共骈阗,良宵盛会喜空前。”这是柳亚子先生应毛主席之托,在元宵之夜观看烟花时有感而作的《浣溪沙》。在诗中,作者将烟花比作为火树银花,形象地描述了烟花在高空中绽放时呈现的各种形态。在元宵之时,烟花作为一个意象,寄托了诗人自己的喜悦情感,也能看到满天繁星的热闹非凡。

烟花在空中会发生多种复杂的反应,既有可燃物质在氧化剂中剧烈燃烧发生爆炸的化学反应,也有金属焰色反应的物理变化。烟花之下,祝福每个人都幸福快乐,也愿我们心中的烟花永不熄灭。

(作者系中南大学机械2001班学生 指导教师:徐海)

 


编辑:于翔
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