正文
烟花的物理学原理它的大小、形状和颜色是怎么来的?
作者:an888    发布于:2025-12-25 07:51   

  燃放烟花在我国有着悠久的历史。从古诗词中,我们可以看到很多文人墨客都曾描写烟花。在现代大型活动或比较重要的节日中,少不了放烟花来庆祝。但是我们看烟花的时候,为什么有的烟花高有的低呢?为什么烟花会呈现不同的形状?为什么烟花有五颜六色的颜色?

  木炭不是我们家里用的煤球,而是有机物(如木头)经过烧焦或热解后留下的碳渣,因为有机物中的水分会全部被带走,留下碳。硝酸钾可以从硝酸盐中提炼出来,来源包括鸟粪和蝙蝠粪便,在厕所、猪、牛棚、旧院墙、悬崖边、山洞、不易被雨水冲刷的地面上也可以找到硝酸盐。硫磺可以从天然硫磺矿中获取,也可以通过在有限的空气中燃烧黄铁矿和焦炭来获取。

  现在我们准备好这些材料,拿一个研钵和研杵,把它们混合在一起,就可以得到一种黑色的粉末。

  这黑火药其实就是火药。然后我们只需要一些氧气和一个小热源来点燃它。事实上,硝酸钾是一种强氧化剂,是火药燃烧的氧气来源,所以在没有氧气的外星球上什至可以燃放烟花。所以,当我们有一天登陆火星时,我们可以在火星上放一场烟花表演。

  火光瞬间四溅,伴随着“砰”的一声。如果你跑得慢,你的手可能会被熏黄。但简单的“爆炸”并不是烟花,它只是烟花的一部分。真正的烟花比这复杂得多。

  要做出一个好的烟花,需要考虑四个要素:高度、大小、形状和颜色。爆炸性的火药只是后三种情况的催化剂,烟火的开始。

  因为放烟花和放炮弹是一样的!在底部封闭的管道中,放入推进剂火药,点燃后,可以利用火药燃烧产生的高温气体,将烟花“炮弹”推出去。

  烟花“炮弹”的高度取决于初速度,烟花越大,初速度越高。小型烟花汇演发射直径在5厘米到15厘米之间、高度在60米到150米之间的烟花“炮弹”。大型烟花汇演,烟花的“炮弹”直径近1米,而这些烟花的高度通常在300米以上。

  烟花“炮弹”被基管射出的那一刻,如果一切正常,引信将在上升过程中被点燃燃烧。出于美观和安全原因,我们需要尽可能高地发射大型烟花。因为高度越高,烟花就越漂亮,看到的人也就越多,也就更安全了。毕竟烟花也是火。

  更大的烟花不仅需要更大的升力,还需要更大的爆发力来推动烟花爆炸!使用的升力必须足以将烟花发射到上述必要的高度,这就解释了为什么更大的烟花要发射到更高的高度。

  只要烟火“炮弹”不是“哑弹”,只要导火索被点燃并以适当的速度燃烧,烟火“炮弹”就会在其飞行顶点处或附近爆炸。更高的烟花通常更大,因此更美观也更安全。但是,是什么决定了烟花壮观的造型呢?要一探究竟,我们需要了解烟花的内部结构。

  烟花的三种基本类型。烟花有很多种,但有3个重要因素,炮弹里的火药种类,装药方式,还有星星。

  炮弹中的装药可以是简单的火药,也可以是更复杂的炸药,装药方式可以是简单的单级装药(在空中爆炸一次)甚至是多级装药(在空中爆炸多次)-速度)。另一方面,炮弹中的星辰在爆炸后可以向四面八方发散,营造出更加壮观美丽的景象。

  星星的发射方向和图案取决于烟花的组合,每一级火药爆炸都可以将星星推向预先设计好的图案或方向。星星在空间中的排列方式创造了我们所看到的形状。

  当每个舞台的烟花“外壳”爆炸时,里面的一颗星星就会被点燃。这是烟花中最有趣、最壮观的部分。

  而每颗星星内部还含有火药,为它提供推力,比如让一颗星星旋转、升起或向任何方向推,而这些星星也是烟花中灿烂的光和色彩的来源。

  这些星星是如何决定烟花的颜色的?最简单的解释就是不同的元素和化合物具有不同的特征发射线。例如,钠在加热时会发出特有的黄光,因为它在588和589纳米处有两条非常窄的发射线。(街上的钠灯充满钠蒸气。)

  我们有各种各样的元素和化合物,可以发出各种颜色!钡、钠、铜和锶的不同化合物可以产生覆盖广泛可见光谱的颜色,烟花中嵌入的不同化合物造成了我们看到的各种颜色。如下图:

  烟花是这样的,从发射到合适的高度,到爆炸,再到烟花的大小、图案、颜色!当然,我们唯一没有提到的就是烟花爆炸时发出的“啪”的一声,这是最简单的!

  火药爆炸会产生向外移动的压力波。在压力波面前,压力可以达到非常高的水平,是正常大气的很多倍。我们听到的“轰隆”声只是气压快速变化的结果,这就是所有声音的原因,压力波。

  这就是烟花的物理原理!下次我们观看烟花汇演时,您不仅会欣赏美景,还会欣赏它们的运作方式。你也可以告诉身边的他/她,烟花为什么是五颜六色的?为什么它呈现出某种形状?也许,他/她会对你刮目相看。