揭秘烟花:五彩斑斓的形状是如何形成的?
揭秘烟花:五彩斑斓的形状是如何形成的?
当五颜六色的烟花在夜空中绽放时,你是否曾好奇过这些美丽的图案是如何形成的?本文将为你揭秘烟花的色彩、结构和形状背后的科学原理。
烟花的结构
烟花,又称烟火、焰火,其历史可以追溯到火药的发明。烟花和鞭炮的结构相似,都是用黑火药做药引。当火药在空中爆炸时,会将烟花送上高空,火药在高空中燃烧、爆炸,最终形成我们看到的烟花。
烟花的颜色
烟花之所以能绽放出五颜六色的图案,主要是因为“焰色”反应。让我们来看看礼花弹的内部构造:下方是导火索,中间是炸药,外层则是一圈球形小颗粒,这些颗粒被称为“星体”,它们是产生颜色的关键。
不同金属化合物燃烧时,火焰会呈现出不同的颜色。从微观角度看,这是因为在受热时,原子的电子会从低能级跃迁至高能级,但这种状态不稳定,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,因此我们看到的颜色也不同。
制作烟花时,在星体中加入不同的金属化合物,就能产生各种颜色。例如,加入锶盐会产生红色,加入钡盐会产生绿色,加入钠盐会产生黄色。一些颜色的调制更为复杂,比如蓝色,需要加入氧化铜、碱式碳酸铜等多种化学物质;紫色则是通过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”。常见的“银闪”“红闪”就是通过这种方式形成的。
科学定型
调出五颜六色后,还需要给烟花科学定型。烟花的形状主要与星体在礼花弹内的排布方式有关。例如,最常见的菊花型,就是将星体排成一圈,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。如果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,就是通过这种方式组合而成的。
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?
本文原文来自澎湃新闻