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为什么蓝色焰火如此罕见

在美国的早期,约翰·亚当斯写信给他的妻子阿比盖尔,讲述独立的庆祝活动,“应该用盛装和 ... 来纪念它,从这个时候起,从这个大陆的一端到另一端,有棚、游戏、运动、枪、钟、篝火和灯饰,直到永远。”“篝火和照明”直接指的是我们所知道的烟火和焰火表演。

我是一名化学家,同时也是国际烟火协会的主席,该组织提倡烟火的安全使用,并在美国这里使用烟火庆祝独立日和全年的其他节日。作为一个化学家,以及一个为化学学生做示范的人,我认为焰火是产生彩色火焰的燃烧反应的一个很好的例子。但彩色烟花的发明相对较新,并非所有的颜色都容易产生。

烟花的早期历史

烟花最初是在公元前200年由中国人偶然发明的。但直到一千年后,中国炼金术士才在公元800年发明了烟花。这些早期的烟花是主要是用来吓唬恶灵的明亮和嘈杂的混合物,而不是我们今天看到的五颜六色的可控爆炸。又过了一个千年,意大利人想出了如何在易燃混合物中加入各种元素来增加颜色。将锶元素添加到彩色烟火混合物中会产生红色火焰;铜、蓝色;钡、绿色;钠为黄色。

过多或过少的化学物质会使温度发生显著变化,从而看到颜色的波长。当化学物质被点燃时,适当的混合物会产生足够的能量来激发电子,从而发出不同颜色的光。

尽管这些颜色的化学性质并不新鲜,但每一代人似乎都会被划过天空的颜色所激发。我们现在有多种火焰颜色:红色、绿色、蓝色、黄色、紫色,以及这些颜色的变体。

每种颜色的工作方式都是相同的。当不同的元素点燃时,它们释放出不同波长的光,这些光转换成不同的颜色。

使得完美的蓝色焰火

并非所有的焰火颜色都同样容易制造。我相信从事烟火研究和开发的几个同事会同意我的观点,即蓝色是最难制造的颜色。

这是因为夜空是蓝色的阴影,这意味着大多数蓝色也不会出现。如果你试图使蓝色更亮,以与背景形成对比,它看起来会被冲掉。在火焰或燃烧反应中,铜和其他化学物质的正确平衡产生了焰火中最好的蓝色火焰。

我在尝试创造最佳蓝色火焰颜色时考虑到了这一点,我称之为药丸盒蓝色。它只是足够明亮,足以在夜空中脱颖而出,但仍然是一种丰富的蓝色。我有超过20种蓝色烟火配方,我发现其中一种非常接近这种难以捉摸的色调。

创造强烈蓝色的另一个困难是化学并不简单。它需要几种化学物质和铜元素的结合。当铜点燃时,铜原子周围的电子在火焰中被激发和激发。当电子释放出这种能量时,在观察者看来它是蓝光。每种颜色的工作原理都是一样的。当不同的元素点燃时,它们释放出不同波长的光,这些光转换成不同的颜色。所以当你看到蓝色的光点在夜空中形成一个图案时,你真的看到了兴奋的电子以蓝光的形式释放能量。注册对话的时事通讯,每天获取今天新闻的学术摘要。]

Paul E.Smith,Purdue University

化学讲座演示者,本文在知识共享许可下从对话中重新发布。读o原始文章。“

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