煙火為何能飛上天?五顏六色從哪來?絢麗跨年煙火背後的3個科普小知識

煙火為何能飛上天?五顏六色從哪來?絢麗跨年煙火背後的3個科普小知識
每年做的第一件事,想必大多數人都跟我一樣,那就是看101煙火!但是,你知道為什麼煙火可以有各式各樣的顏色呢?為什麼有的煙火可以爆炸二次或是三次,或是有各種不同圖案、效果呢?

煙火為何能飛上天?

讓我們從煙火的結構開始說起,簡單來說,一顆完整的煙火彈會包含三個部分:引線、推進區、爆炸區。

「引線就是放鞭炮時我們去點燃的地方?」

沒錯!引線的部分很好理解,大家小時候有沒有放過沖天炮呢!我們拿香點燃的地方就是引線,引線會一路燒,燒完引線就會接著點燃推進區的火藥。火藥主要是由碳粉、硝酸鉀組成,有時候也會添加硫磺,火藥燃燒時會產生大量的氣體,因此把沖天炮、煙火推上天空;其實這也是火箭升空、鋼鐵人可以在天空中飛行的原理。

煙火的五顏六色怎麼來?

講完引線、推進區,再來就是爆炸區了。爆炸區就是我們看到天空中美麗煙火圖案的本體。爆炸區裡主要分為火藥與光珠兩部分。火藥的功能就是要將光珠炸開,而光珠則是由許多不同的化學物質組成,又可以分成兩種:發光劑和發色劑。

發光的部分是鋁、鎂的金屬粉末,這兩種金屬燃燒時會發出強烈白光,形成亮度。而發色劑就是煙火五顏六色的關鍵!不同的金屬化合物,燃燒時會產生不同顏色的火焰:紅色是鋰、橘色是鈣、黃色是鈉、綠色是鋇、藍色是銅、紫色是鉀等等。而煙火的圖案,則是來自光珠在煙火彈中不同位置的排列,爆炸之後就形成像是圓型、愛心、瀑布等獨特的形狀。

「那為什麼有些煙火會有第二次或是第三次的爆炸呢?」

延遲引爆機制

第二次或是第三次的爆炸,來自煙火彈中的延遲引爆機制。這個機制聽起來很神祕,但其實原理也很簡單,就是把第二次爆炸的火藥與光珠,跟第一次的爆炸區域區隔開來,再用引線連接。因此,第一次爆炸也會同時點燃第二次爆炸區的引線,引線燃燒造成第一次跟第二次爆炸中間的時間差,也會讓觀眾在觀看時覺得充滿驚喜!

「那博士,請問仙女棒的點點火花又是什麼?」

仙女棒的原理

其實仙女棒發光的原理跟煙火類似,鋁鎂金屬產生白色火焰、鐵粉則是金色,硝酸鉀、硝酸鋇、過氯酸鉀是氧化劑。至於火花分岔的關鍵,則是因為燃燒時不斷的產生小爆炸,讓燃燒的粉體向外噴射,因為視覺暫留的效果,就覺得是一道道噴射、分岔的火花了。

要特別注意的是,為了產生火花效果,仙女棒的組成物燃燒時的溫度非常高,所以雖然非常浪漫,但是要小心燙傷,避免樂極生悲。

煙火的綻放,只有幾秒鐘的時間,不過製作的過程繁複,需要的時間也很長。短暫的浪漫,其實是來自事前許許多多辛苦準備,正所謂「台上一分鐘、台下十年功」啊!其實創業的過程也是如此,平時辛苦的努力、積累,才能在機會來臨的時候,把握契機、發光發熱。下次欣賞煙火的時候,別忘了向籌備、製作過程的無名英雄致敬!

作者簡介_謝玠揚 博士

謝玠揚,台大化工博士,在30歲那年創辦醫美保養品牌Neogence霓凈思。近年來成功打入東南亞及歐美數十國市場,努力為台灣品牌走上國際。

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