煙花為什麼有絢爛的色彩和多變的形狀？

絢麗多彩的煙花一直是少女們的心頭好，可是煙花的原理究竟是怎麼樣的呢？

令人眼花繚亂的煙花，總能讓觀眾發出「喔」和「啊」的歡呼聲，看著漆黑的夜被點亮總是一件讓人激動的事情。煙花已經有數百年的歷史，幾個世紀以來，那些被稱為煙火化學家的專家們，不僅能利用煙花給人們呈現出形狀和顏色都令人驚嘆的視覺效果，而且還可以穩定安全的使用煙花。

所以如此這般美麗的煙花究竟是如何產生色彩的？

根據美國化學學會 （ACA）的說法，煙花里都含有火藥和數十個被稱為「亮星」的小型模塊。其中，小型模塊的直徑約為1到1.5英寸（3到4厘米），裡面裝有燃料，氧化劑，粘合劑和金屬鹽或金屬氧化物，這些都是煙花色彩的主要來源。煙花被點燃，空氣中的火焰就會點燃小型模塊，導致亮星向外散射和爆炸。

一旦暴露在火中，亮星的燃料和氧化劑就會非常迅速地產生強烈的反應從而激活著色劑。 當溫度升高，金屬化合物中的原子吸收能量，使其電子從最低能量狀態重新排列到更高的「激發態」狀態。

當電子暴跌回到它們的較低能量狀態時，過量的能量就會發光。爆炸過程中所釋放出來的能量，絕大部分轉化成光能呈現出來。所以，只要在製作煙花的過程中加入一些發光劑和發色劑就能夠使煙花綻放出五彩繽紛的顏色。

每種化學元素都能釋放出不同的能量，而這種能量決定著發出的光的顏色。製作煙花的人經過巧妙的排列，可以決定燃燒的先後次序。這樣，煙花引爆後，便能在漆黑的天空中綻放出鮮艷奪目、五彩繽紛的圖案，這就是中學課本上常講的焰色反應。

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例如，當硝酸鈉被加熱時，鈉原子中的電子吸收能量並被激發，電子從高處下降到每摩爾約200千焦耳就會發射黃光。

不同量的氯化銅化合物會產生藍光，鍶鹽和鋰鹽產生紅光，而最亮的紅色則是由碳酸鍶產生的。

就像畫畫一樣，更多的顏色是通過原色的組合而形成的。根據 ACA報道，紫色光是由藍色光的銅化合物和紅色光的鍶化合物混合而形成的。

煙花又是如何具有多變的形狀呢？

未點燃的煙花具有園球形的頭，這種也叫母彈，人們通常會在在母彈內裝滿群子彈，這就構成了煙花彈，這種球形的外徑要與發射筒內徑尺寸十分吻合。

人們會在煙花尾柱狀部位裝滿發射葯，也叫做黑葯。這種黑葯就是負責把煙花彈送到確定的高度，高度的不同要通過精確計算裝藥量來決定。

當發射葯將煙花彈送到指定的位置之後，母彈的引線會在飛行過程中自動點燃，這樣保證母彈正好在事先確定的高度炸開，由於是從中心炸開的，所以就會把群子彈向外拋送出成球狀，同時間所有群子彈引線都被點燃，由此呈現出煙花的形狀。

想要讓煙花呈現不同的形狀就要改變引線的長短，使群子彈在不同的位置燃燒。

煙花正是依靠最基本的物理化學原理而變得絢爛美麗的，所以，真是學好數理化，走遍世界都不怕呀！

參考資料：

https://translate.google.com.hk/translate?hl=zh-CN&sl=en&tl=zh-CN&u=https%3A%2F%2Fwww.livescience.com%2F

http://www.gdsszx.cn/jsfz/xkfz/huaxue/zhuanlan/201601/3193.html

https://translate.google.com.hk/translate?hl=zh-CN&sl=en&tl=zh-CN&u=https%3A%2F%2Fwww.livescience.com%2F

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