时隔11年重启烟花秀,前天元宵节,杭州的烟花大会火上了热搜。
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为了迎接亚运会、庆祝元宵节,近3万发烟花在杭州夜空中绽放。
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烟花的历史
提到烟花,就要从中国的四大发明之一——“火药”说起。
火药最早起源于春秋时期的炼丹术,后在隋朝被真正发明,在唐朝时期就被广泛使用。
唐太宗贞观年间,湘东连年旱涝大灾,民不聊生。被称为“花炮祖师”的李畋(生于公元601年)为驱除瘟疫,将火药装在竹筒中,利用火线点然使之爆炸,发出更大的响声和浓烈烟雾,驱散山岚瘴气,这就是早期的竹筒爆竹。
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人们在燃放爆竹时,常发现爆竹顶部有喷火现象,受此启发,制造出了喷花,即早期的烟花。
到了宋代,民间开始用纸筒装裹火药,并用麻茎编结成串,做成“编炮”,具有烟、火、光、声等不同的效果。南宋时期国内已开始举办多种大型烟花晚会,当时的许多烟花爆竹制作技术一直沿用至今。
为什么少见蓝色的烟花
钠元素的焰色反应是明亮的黄色
钙元素的焰色反应是砖红色
钡元素为黄绿色
铜元素因其杂质不同可以从浅蓝到蓝绿色
钾元素是紫色
锌元素是蓝绿色
回到问题,为什么很少看到蓝色的烟花?
因为蓝色烟花是烟花中最难以制造的。一般来说,焰火剂燃烧时的温度越高,焰色反应的颜色就越明亮,视觉观感就越好。蓝色烟花制造原理是铜与氯结合形成氯化亚铜 ,发出蓝光。然而,如果温度超过一定水平,则会形成氧化铜和氢氧化亚铜。这些化合物分别发出红光和绿光,会降低整体颜色质量。
也就是说,想要形成蓝色烟花的效果,需要有铜化合物和富含氯的烟花火焰,同时,火焰温度也必须恰到好处,这可真是太难了。此外,这种方法可能导致高度致癌的多氯化合物的形成。因此,科学家们致力于避免蓝色烟花中氯元素的使用。
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另外,夜空虽然看起来是黑色,但其实仍然有相当浓重的蓝色调。也就是说,蓝色烟花还得考虑与夜空背景的对比度,难度可想而知。
烟花与安全
图源:参考文献3
不同烧伤部位烟花爆竹伤患者烧伤深度比较[例(%)]
图源:参考文献3
烟花与环境
4个监测点位PM2.5浓度变化趋势对比
图源:参考文献4
烟花新科技
一方面,燃放烟花对安全和环境存在影响,另一方面,烟花所象征的节日气氛也是我们所需要的,那么这样的矛盾怎么解决呢?没关系,黑科技会出手。无火烟花、无声烟花、冷光烟花、芯片烟花等环保、科技烟花,来陪我们过年啦~
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无声烟花采用少装药、压紧纸筒等方法,无需通过内筒底火进行爆炸,所以爆炸声较低。筒内只装效果火药,燃放效果更加丰满。
冷光烟花,又称冷烟花,采用燃点较低的金属粉末,按一定的比例加工而成。这种金属粉末燃点较低,通常在60-80℃,燃放时烟花筒外温度低至30-50℃,可应用于大型焰火晚会、婚礼庆典、舞台造型等,甚至可以在室内燃放。冷烟花具有烟雾小、焰温低、气味轻等特点,其质量取决于原材料。优质的冷烟花燃放时花形呈现银白色、掉渣少、气味淡,几乎没有残留物质。
芯片烟花,用芯片来控制烟花燃放。看过北京奥运会开幕式的人,都对“脚印”“笑脸”“奥运五环”等别具特色的烟花印象深刻。奥运会的烟花运用了空气发射、膛压发射等新技术,采用数码点火系统进行控制,可以调控压力的强弱、控制发射高度,并且可以通过调整炮管角度,控制焰火飞行方向,当焰火到达空中同一平面时各点同时绽开,多点组合,实现空中动态焰火构图,为了有效控制烟花燃放,技术人员还在部分烟花弹中装入电脑芯片,植入“大脑”的烟花可以在规定的时间发射或爆炸。该技术为世界首创,我国拥有自主知识产权。
[1] 中国花炮史:烟花是什么时候发明的?https://mp.weixin.qq.com/s/mcp_Ru7zppMocxtLHIdwtg
[2] 烟花为什么有多种颜色?[J]. 家庭生活指南, 2018(003):000.
[3] 周雪情, 谢卫国. 94例烟花爆竹伤住院患者的临床特征分析[J]. 感染.炎症.修复, 2019, 20(2):5.
[4] 陈威, 邢延峰, 孟庆庆,等. 春节期间烟花爆竹燃放对哈尔滨市区空气质量的影响[J]. 中国环境监测, 2018, 34(5):7.
[5] 环保烟花科技烟花齐绽放. https://mp.weixin.qq.com/s/QlH02jPCoiDRG6YMgxX2vg
[6] 为什么蓝色的烟花比较少见?[J]. 东方企业家, 2017(3):1.
[7] 公众号:中国科普博览,《让许幻山放不下的蓝色烟花,有多难生产?》
作者: 郭玮宏 一个读过博士的相声演员
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