2022年02月05日 12:07
【科學快訊】
每逢佳節或是盛大活動來臨之際，各地經常會施放煙花增加氣氛
當五顏六色的煙花於漆黑的夜幕之中綻放，伴隨「嘭」的一聲巨響，煙花淩空而起，頃刻間，紅的、黃的、紫的、藍的各種顏色的煙花縱橫交錯，宛若流星隕落。
在感到喜悅幸福之際，我們可曾想到過，這些繽紛的顏色是如何形成的呢？
煙花的結構
煙花，又稱煙火、焰火。在火藥發明之後就有煙花了，所以也可稱得上是中國古代四大發明之一。
煙花和鞭炮的結構很相似，都是用黑火藥做藥引，火藥的藥劑在空間爆炸的時候會把煙花送上高空之中，當火藥在高空中燃燒、爆炸，就形成了煙花。
煙花的效果
煙花之所以能綻放五顏六色的樣子，主要是因為「焰色」反應。在煙花制作過程當中，制作人員會定量的加入一些金屬發光劑和發色劑。
金屬發光劑主要是鋁粉和鎂粉，它們在氧氣中充分燃燒時就會發出耀眼的白光。而發色劑主要是一些金屬化合物，金屬化合物中的金屬和氧離子結合發生劇烈的反應，就會產生不同顏色的光芒。
焰色反應是什麼？焰色反應也稱作焰色測試及焰色試驗。是某些金屬，或是它們具有揮發性質的化合物在無色火焰中燃燒時，使火焰呈現出特殊顏色的反應。焰色反應的原理是每種化學元素所含有的「身份證」——特征光譜。
由於鈉、鍶等元素的光譜中某些譜線占據了主導地位，所以它的焰色反應極其明顯，有色煙花通常會使用這些金屬元素。
說到這裏很多人都會覺得這是種化學反應，事實卻是：焰色反應屬於物理變化。
因為它並無新的物質生成，主要是物質內部的電子能級改變所產生的變化，並不涉及化學性質和其本身物質結構的改變。
不同類別的金屬化合物在空氣中燃燒時會產生不同的顏色，所以我們常常會使用燃燒後產生的顏色，來辨別是哪種金屬化合物。
舉例幾種常見的顏色：鈉元素燃燒時所產生的焰色反應是黃色的，銅元素是綠色的，而鉀元素則通常呈現淺紫色，但由於鉀元素中通常會摻雜些鈉元素，所以我們經常會使用藍色鈷玻璃觀察。
制作煙花的人會將這些物質進行巧妙的排序，來決定燃燒的先後次序，我們看到五彩繽紛、絢爛十足的煙花，其實是「電子」在跳舞。
在清楚了煙花的顏色後，讓我們來繼續深入了解煙花聲音效果。
火藥的藥劑在空間中爆炸時會產生大量的氣體，有些氣體從噴孔縫隙穿梭可以發出動聽的笛聲和哨聲。有的氣體爆炸能力強一些，可以直接炸碎容器產生爆破聲和「餘震」的嗡嗡聲。
通俗來說，煙花的聲音效果產生類似於管樂的原理，不同的樂器能在氣流下發出不盡相同的音色。
大氣無形殺手：煙花
煙花雖美，但在燃放的過程中會釋放大量的空氣汙染物。「酸雨」的主要構成物：二氧化硫、一氧化氮二氧化氮等，就是煙花燃放時產生的氣體。這些氣體不僅會對大氣造成危害，更會影響人體的呼吸系統和心血管系統。
1990年，遼寧省丹東市春節前夕煙花爆竹齊鳴，據環保站人員檢測，這些氣體的危害相當於一起重大汙染事故。隨著時代的發展和科技的進步，越來越多的人開始關心環保問題，於是電子煙花由此誕生了。
電子煙花不采用黑火藥和藥引，利用內部的電子元器件，通過燈光反射帶、彩屑來產生傳統煙花爆炸後的絢爛多彩。例如河北就舉辦了一場電子煙花展，展覽結束後不僅沒有產生過多火藥燃燒後的刺鼻氣味，更沒有傳統煙花燃放後所產生的垃圾。電子煙花還可回收利用，可謂既環保又美觀。
但相較於傳統煙花，由於電子煙花是最新研發出來的，市場上並沒有大量普及，大眾是無法購買的。
過去燃放煙花爆竹是為了驅魔辟邪，而現如今，煙花更多意味著噪音和大氣汙染。煙花雖然絢麗多彩，但我們更應該盡量避免給環境帶來過多負擔。
