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| 图/视觉中国 |
烟花 , 又称烟火、焰火 。 火药发明之后就有烟花了 。 如今每逢佳节或是盛大活动来临之际 , 各地经常会施放烟花增加气氛 。
当五颜六色的烟花于漆黑的夜幕之中绽放 , 又宛若流星般陨落 , 你可曾想到过 , 这些缤纷的颜色是如何形成的?这些熄灭的烟花又会不会跌落到我们头上?
烟花的焰色反应
烟花和鞭炮的结构很相似 , 都是用黑火药做药引 , 火药的药剂在有限空间里爆炸时 , 就会把烟花送上高空 。 当火药在高空中燃烧、爆炸 , 就形成了烟花 。
烟花之所以能绽放出五颜六色的样子 , 主要是因为“焰色”反应 。
烟花制作过程当中 , 制作人员会定量地加入一些金属发光剂和发色剂 。 金属发光剂主要是铝粉和镁粉 , 它们在氧气中充分燃烧时会发出耀眼的白光 。 发色剂主要是一些金属化合物 , 金属化合物中的金属和氧离子结合发生剧烈的反应 , 就会产生不同颜色的光芒 。
焰色反应也称作焰色测试及焰色试验 。 某些金属 , 或是具有挥发性质的金属化合物在无色火焰中燃烧时 , 火焰便会呈现出特殊的颜色 。 焰色反应的原理正是每种化学元素所含有的“身份证”——特征光谱 , 由于钠、锶等元素的光谱中某些谱线占据了主导地位 , 所以它的焰色反应极其明显 。 有色烟花通常都会用到这些金属元素 。
很多人都会觉得 , 烟花燃放过程应该是一种化学反应 , 事实却是:焰色反应属于物理变化 。
因为它并无新的物质生成 。 这个过程中主要是物质内部的电子能级改变所产生的变化 , 并不涉及化学性质和其本身物质结构的改变 。 不同类别的金属化合物在空气中燃烧时会产生不同的颜色 , 所以我们可以通过看烟花的颜色 , 来辨别是使用到了哪种金属化合物 。
几种常见的颜色是:钠元素燃烧时所产生的焰色反应是黄色的;铜元素是绿色的;而钾元素则通常呈现浅紫色 。 由于钾元素中通常会掺杂些钠元素 , 所以我们经常会使用蓝色钴玻璃观察 。
制作烟花的人会将这些物质进行巧妙的排序 , 来决定燃烧的先后次序 。 我们看到五彩缤纷、绚烂十足的烟花 , 其实就是“电子”在跳舞 。
烟花虽美 , 却污染空气
火药在空间中爆炸时会产生大量气体 , 有些气体在从喷孔缝隙穿梭时可以发出动听的笛声和哨声 。 有的气体爆炸能力强一些 , 甚至可以直接炸碎容器 , 产生爆破声和“余震”的嗡嗡声 。 通俗来说 , 烟花的声音效果产生类似于管乐的原理 , 不同的乐器能在气流下发出不尽相同的音色 。
烟花虽美 , 在空中熄灭后去哪了呢?其实倒不会产生什么固态留存物 , 只是会在燃放过程中释放大量空气污染物 。 “酸雨”的主要构成物:二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等 , 就是烟花燃放时产生的气体 。 这些气体不仅会对大气造成危害 , 更会影响人体的呼吸系统和心血管系统 。
据环保站人员检测 , 1990年 , 辽宁省丹东市在春节前夕烟花爆竹齐鸣 , 产生的气体危害相当于一起重大污染事故 。 因此 , 随着时代的发展和科技的进步 , 越来越多的人开始关心环保问题 , 电子烟花由此诞生 。
电子烟花不采用黑火药和药引 , 而是利用内部的电子元器件 , 通过灯光反射带、彩屑来产生传统烟花爆炸后的绚烂多彩 。 绽放结束后 , 不仅没有产生刺鼻气体 , 更没有传统烟花燃放后所产生的垃圾 。 而且电子烟花还可回收利用 , 可谓既环保又美观 。 但相较于传统烟花 , 电子烟花仍没有在市场上大量普及 , 大众目前应该还无法购买到 。 但至少人们已经意识到 , 燃放烟花爆竹会产生噪声和大气污染 。
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