事实如此浪漫

烟花表演不能包括完美的红、白、蓝三色

当她想成为的时候,其他性质可能是少数的,“美国烟火学会协会的前技术总监John Congling和华盛顿学院的化学教授John Congling说。除了他使用更强大,更丰富多彩的词,而不是“少数”。谈到烟花时,“她不想给你那种完美的红颜色或完美的绿色。你必须为此工作。“

但她特别不想释放她的秘密食谱。到这一天,尽管烟花被发明了超过千禧年,但仍然存在深入的,充满活力的蓝色。这是烟火专家的圣杯。

蓝色之夜:在2013年7月4日,曼哈顿天际线以上,白色和红色烟花突出了蓝色。 mandritoiu/Shutterstock.com

在7世纪,中国的炼金术士将硝酸钾与木炭和硫磺混合,因此在火药的原始配方上跌跌撞撞。虽然人们如何使用这种混合物的细节已被历史所遗忘,但这三种化学物质撞击竹竿可能创造了第一种罗马焰火筒

这种结合之所以有效,是因为硝酸钾有助于打破木炭中有机分子的化学键,释放出大量储存的能量(从化学角度讲,硝酸钾起着氧化剂的作用);硫有助于在较低的温度下开始燃烧。释放的能量产生橙色的光芒。但它也促使硫的电子跃迁到激发态。片刻之后,当原子到达火焰边缘时,它冷却下来,电子回到基态,以微弱的黄色光释放额外的能量。

第一批烟花是橘黄色的。一千多年来都没有改变。但随着我们对化学的理解进化,不同的化学品变得可商购。到了19世纪,意大利迂回者创造了第一款现代烟花展示。他们添加了新的颜色,亮起了那些颜色,并创造了不同的形状。“这只是几个世纪的审判和错误,我们现代化的化学时代的演变,即所有合并成为今天的烟花秀,”康吉斯说。

首先,意大利人加入微量金属来制造不同的颜色。对于每一种新金属,电子会跃入不同的激发态,因此当它们回落时,会发射出不同能量的光子——也就是不同颜色的光子。锶和锂都能产生深红色;钙形成橙色;钠生成黄色;钡燃烧绿色;铜产生蓝色;最后,钛和镁会烧成银色或白色。氯与钡结合产生氖绿色火焰,氯与铜结合产生绿松石火焰。

“这有点像在玩价格是正确的游戏,因为随着火焰温度的升高,颜色会越来越亮,但如果温度过高,就会破坏发出颜色的[金属]物种。你必须保持平衡。”

但发现那些完美的组合并不容易出现,各种组合的影响令人惊讶地是不可预测的。即使在今天,您也不能简单地将某些颜色输入计算机,运行型号,并等待它输出化学元素所需的组合。康林说,通过审判和错误,您必须在那种甜蜜的位置归零。这仍然是一件艺术。

控制燃烧温度的新型燃料也变得有化学可用。“突然间,从木炭到铝或镁的转换后的火焰温度比他们更热,比他们更热,”康柏说。“这真的让烟花变得非常平静的色彩,以真正生动的色彩。”

但是,它又有艺术。“这有点像玩耍价格合理因为当你提高火焰温度时,颜色会越来越亮,但如果太热,就会破坏发出这种颜色的(金属)物种,你就会得到褪色的白色,”康克林说。“你必须保持平衡。”

这对于蓝色尤其如此,这是迄今为止最艰难的颜色。虽然烟火可以使用铜产生蓝色火焰,但它很容易在高温下销毁。尚未发现,完美的化学物质组合,赋予深度和明亮的蓝色。最多,与其他一些颜色相比,蓝色是暗淡的。它也融入夜空中。

然而,康金认为存在一种深而有活力的蓝色。“它潜伏在某处,”他说。“只是还没有找到而已。”


香农大厅是一位来自新罕布什尔州的自由科学记者。在推特上关注她@ShannonWhall.

这篇经典的事实如此浪漫的文章最初发表于2015年7月。


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