我小时候很喜欢放礼花,当你点燃引信,找到安全地点,然后你首先会听见“嘭”的爆炸声,紧接着“咻”的一声,然后就在夜空中看见烟花绽放出的五颜六色。

你有想过放礼花的过程为什么会发出这些声音,夜空中的五颜六色又是怎么来的吗?礼花绽放基本分为两个阶段。第一个阶段是礼花弹的升空:“嘭”的一声,一个黑灰色的影子飞上了天空。“嘭”的一声是发射药被点燃后的爆炸声,爆炸瞬间的压力将礼花弹送至高空,发射药一般使用黑火药,它配方就是大家在历史课上学过的一硫二硝三木碳。

另外,礼花弹在飞向高空的时候,我们往往会听到“咻”的一声,就像吹口哨的声音,它来源于一种特殊的热-声耦合的燃烧——脉动燃烧,脉动燃烧过程不稳定,也就是说并不一定每次都会听见哨声,为了让烧钱,哦不,放礼花更有仪式感,制造礼花的人,会把氧化剂(主要是高氯酸钾、氯酸钾)和笛音剂(主要是苯的衍生物,目的是让礼花发出咻咻的声音)混合装进纸筒或塑料筒,点燃后就会发生脉动燃烧,产生清脆的口哨声。

配图来自图虫网

第一个阶段到此结束,第二个阶段隆重登场。简单来说是礼花弹的爆裂,天空中炸出了一朵五颜六色的烟花。

这些颜色是怎么来的呢?这就是大家熟知的焰色反应,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。

化学家会运用以上颜色的特征来测试物质中所含的金属,这就叫作焰色反应。礼花设计者根据产生焰色反应的原理,制成各种颜色的火焰,具体办法是在烟花药品剂中,加入一些能使药剂燃烧时火焰能被染成需要颜色的物质。例如:红色的烟花中一般添加锶盐和钙盐;黄色的烟花中主要添加钠盐;紫红色的烟花中主要添加钾盐和锂盐;绿色的烟花中主要添加铜盐和钡盐。不同金属盐的焰色反应,再配合增亮剂铝粉、镁粉燃烧时绚丽的白光,使礼花最终呈现出绚丽多彩的颜色,所以说,礼花绽放的一瞬间很美丽,但是也凝结了不少心思巧妙的设计和有趣的物理化学原理。

燃放烟花爆竹能为我们带来喜庆的气氛,同时也隐藏着一些隐患,首先,烟花爆竹燃烧爆炸时会产生大量的二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等污染性气体,严重影响空气质量,吸入后会对人体的呼吸道和眼睛产生较强的刺激作用。其次,燃放烟花爆竹还会产生的火灾、烧伤,噪声污染等,因此我建议各位尽量不要燃放烟花爆竹,如果还是想放的话,请注格外意以下事项:

1. 烟花爆竹不得在室内燃放,不许对人、物燃放,应选择室外、空旷平坦、无障碍的地方燃放;

2. 小孩必须在成人的指导下按照产品说明燃放;

3. 点燃烟花爆竹如发生阴燃现象,千万不要再点火,更不许伸头用眼睛靠近观察;

4. 正确选择烟花爆竹的燃放地点,严禁在繁华街道、剧院等公共场所和古建筑、山林、有电的设施下以及靠近易燃易爆物品的地方进行燃放;

5. 不得在居民棚户区及城市居民楼的阳台、窗户、楼道、屋顶燃放烟花爆竹;

6. 不得向人群、车辆、航空器、建筑物、公共绿化地抛掷点燃的烟花爆竹。

另外,如果不小心受伤,受伤后一定要迅速降低受伤组织的温度,可以采用凉水冲洗、冰块冷敷等,以减轻肿胀,防止损伤加重;接下来进行局部消毒,如有破损,应尽快到正规医院就近治疗,以免诒误治疗时机。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者:段玉龙

审核:周晓亮(北交大物理实验室高级工程师)

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

内容资源由项目单位提供