過年了!家家戶戶都團圓在一起,當煙花飛上天的那一刻,年味兒也達到了高潮,但你知道為什麼這些煙花能以特定的形狀爆炸嗎?
隨著火藥的發現,煙火的發明——據認為發生在大約1000年前的中國或印度——一直伴隨著我們,給我們帶來過年的氛圍。
第一次燃放煙花時,人們意識到把火藥塞進捲起來的紙或竹管裡,然後點燃它就會產生巨大的爆炸聲,人們認為這樣會可以將惡靈嚇走。
13世紀後期,義大利探險家馬可波羅將火藥從中國帶到了義大利,隨著空中禮花彈的發展,義大利煙火師學會了向空中燃放鞭炮。空中禮花彈既可以向空中發射鞭炮,也可以使其爆炸。義大利人也是第一個在彈藥中加入金屬碎片來製造金銀火花的人,在18世紀,義大利煙火師還加入金屬鹽來製造其他顏色。
那些響亮,帶來精神恐慌的火藥們早已演變成精美的空中表演,每一年都能綻放出更多精緻的形狀和顏色,這要歸功於無數的人——化學家、藝術家、縱火犯等——他們投入了他們的精力和職業生涯(有時是他們的生活),以求能發展一個更好,更明亮的表演。
為了創造這些精心編排的煙花表演,而不是人們在自家後院燃放的巨響和火花,化學家和煙火專業人士用某種稱之為「瓶中之星」的方式。
讓我們看看他們是如何做到的。
首先,我們特別討論的是所謂的「燃放煙花」。
煙花匯演是由世界各地大大小小的城鎮主辦的專業煙花匯演,通常在除夕舉行。在這些展覽中,你可能會看到牡丹花,一種噴泉般的顏色爆發,創造出最常見的形狀;錦緞,形成傘狀,有很多尾隨的星星;甚至是心形、笑臉和旗幟。
專業人士以一種令人驚訝的簡單方式創建這些形狀——儘管這並不一定意味著這是一個簡單的過程。所以,不要在家裡嘗試,孩子們,因為如果處理不得當,煙花會造成嚴重的傷害或死亡。
為了製作煙花表演用的空中禮花彈,這些小管子裡裝滿了爆炸性的化學物質,用來製造所需的燈光、色彩和聲音。在一個空殼內,火藥和稱為星星的較小的炸藥、爆炸電荷(想想類似爆竹的東西)以及引信一起構成了其中的大部分物質。當引信被點燃時,它點燃爆炸的電荷,爆炸,導致整個外殼爆炸,照亮天空。
空中禮花彈爆炸分為兩部分。首先,炮彈必須射向空中,使煙花在旁觀者頭頂上方爆炸,而不是在地面爆炸。這類似於火箭被發射到空中。你需要地面上的爆炸才能讓它飛起來。為了實現飛行,一種叫做迫擊炮的管子被放置在地面上或部分埋在沙子裡。帶有引信的火藥被放置在灰漿中。煙花被放置在火藥上。當引信被點燃時,火藥爆炸,產生足夠的熱量和氣體將炮彈推進天空。
在短短幾秒鐘內,外殼的高度足以使外殼內的延時引信點燃,導致爆炸電荷爆炸。這就使得火藥導致整個外殼爆炸,把星星送到各個方向,形成我們喜歡的形狀和煙花的光芒。
雖然空中禮花彈的所有部分對於我們所知道的精彩煙花表演的製作都是必不可少的,但讓觀眾著迷的是看到星星後發出的「哇」和「啊」聲。星星的化學組成——氧化劑、燃料、著色劑和粘合劑——以及星星在氣殼中的位置,創造出特定的形狀和顏色。煙火師使用精心挑選的化學物質——碳酸鍶製造紅色,鈣鹽和氯化鈣製造橙色,鹽製造黃色,鋇化合物,氯製造綠色。藍色——最難創造的顏色——是由銅化合物和氯組成的恆星,當煙花在天空中綻放時,它們又會形成特定的形狀。
為了創建這些形狀,星星被安排在一張紙板上,按照所需的形狀排列。例如,如果把星星放在紙板上的笑臉圖案中,它們就會在天空中爆炸成笑臉。事實上,你可以同時在天空中看到好幾個笑臉。對於形狀各異的煙花,煙花師通常會同時燃放好幾個煙花,以確保從各個角度都能看到煙花的形狀。拿著紙板沿視線排列的觀眾可能只看到一束光或星星,而不是他們想要的形狀。如果有幾個同時爆炸,其中一個應該在爆炸的時候正確定位,這樣人群就能看到形狀。
由土豆同學編譯自HowStuffWorks,轉載需授權。