本文專家:張麗丹,北京化工大學(xué)教授 “爆竹聲中一歲除,春風(fēng)送暖入屠蘇。”宋代詩(shī)人王安石的一句詩(shī),將古代新年活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)在我們面前。 從古到今,百姓迎新春必定有聲聲爆竹、五彩煙花伴隨。新春之際我們給大家送去一道關(guān)于爆竹、煙花的科普“菜肴”,給新春佳節(jié)摻雜點(diǎn)科學(xué)的味道。 煙花爆竹如何發(fā)展來(lái)的? 在中國(guó),過年過節(jié)時(shí)、家有喜事時(shí)或是開張開市的各種慶典時(shí)都會(huì)燃放煙花鞭炮慶祝,這個(gè)習(xí)俗在我國(guó)已有上千年的歷史了。 在遠(yuǎn)古沒有火藥和紙張時(shí),人們采用火燒竹子產(chǎn)生的爆裂的聲音,以驅(qū)走瘟神,百姓渴望安泰美好。唐朝詩(shī)人來(lái)鵠的《早春》的詩(shī)中曾有“小庭猶聚爆竿灰”,想象出人們可能是將長(zhǎng)竹竿逐節(jié)燃燒的情景。 后來(lái),人們經(jīng)過不斷的進(jìn)行各種化學(xué)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了硝石、硫磺、木炭合在一起可以燃燒爆炸,發(fā)明了炸藥。于是人們又將炸藥放在竹筒里燃放,可以產(chǎn)生更大的聲音。后來(lái),人們又發(fā)明了紙張,這時(shí)可將炸藥卷在紙里制成類似現(xiàn)在的鞭炮。 禮花包含了禮花彈和煙花,燃放時(shí)在天空產(chǎn)生五彩繽紛的火花,非常賞心悅目。我國(guó)是火藥的故鄉(xiāng),火藥是我國(guó)古代文明之佐證。隋唐之際,火藥發(fā)展成為供娛樂用的焰火。 隋煬帝有詩(shī)云:'燈樹千光照,花焰七枝開'。宋朝的'架子煙火'或'盆景煙花',已具相當(dāng)規(guī)模。詞人辛棄疾曾有“東風(fēng)夜放花千樹,更吹落,星如雨”的詞句,便是對(duì)它生動(dòng)而形象的描寫。禮花從前叫西洋煙火,之后在清朝時(shí)又由西歐返入,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,煙火、禮花已形成一門學(xué)科。 鞭炮和禮花是什么制作出來(lái)的? 傳統(tǒng)的鞭炮制作過程分為三部分,即炮身制作、火藥制作和引線制作。 炮身的制作采用的是按一定的規(guī)格裁好制筒用的爆竹紙。 火藥的制作分別有硝石法、紅磷法、鋁熱法等方法。其中硝石法的配方為:硝酸鉀、硫磺、炭粉為主,正如古代人曾有采用一硝二硫三木碳來(lái)制造火藥,以此為基礎(chǔ),外加蔗糖增加響度,再增加金屬或金屬鹽產(chǎn)生焰色反應(yīng)。 引線的制作分別為制作紙漿造紙,將硝石卷在紙卷中形成引線。紅磷法、鋁熱法制作和燃放過程中會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。 禮花的原料由發(fā)光劑和發(fā)色劑組成,其中發(fā)光劑是由那些化學(xué)性活潑的金屬,如鋁、鎂、鈦、鋯等粉末組成,這些金屬粉末被發(fā)射升空后在空中與氧化合,劇烈燃燒,溫度可高達(dá)三千余度,因而放出耀眼強(qiáng)光。 而發(fā)色劑則是產(chǎn)生五彩繽紛的彩色光芒。其中發(fā)色劑,是一些普普通通的金屬鹽類。這些金屬鹽類可以在高溫下分解,而不同的金屬蒸氣有著不同的光譜——發(fā)射出自己固有的彩色光芒。 例如,鈉蒸氣產(chǎn)生黃色光譜,因此,可以用草酸鈉,氟化鈉、冰晶石或硅氟酸鈉等作為黃光發(fā)色劑;鍶蒸氣產(chǎn)生紅色光譜,可以用硝酸鍶、碳酸鍶、草酸鍶等可作為紅光發(fā)色劑;黃綠光用氯酸鋇、硝酸鋇;藍(lán)綠光用碳酸銅、孔雀石;白光用鋁粉等等。有了這些基本色,自然不難配出各種色彩來(lái),從而給節(jié)日的夜空綻放出絢麗的光彩! 2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕式的大腳印 煙火射入高空后,先是五彩繽紛的發(fā)光劑燃燒,繼而是一個(gè)個(gè)隨開隨落的各種煙花綻放,煙火重疊,夜空錦繡團(tuán)團(tuán),構(gòu)成各種美麗的圖案,成為節(jié)日里人觀賞的美景。 還記得2008年北京奧運(yùn)會(huì)開幕式上的大腳印嗎?那是用中國(guó)發(fā)明的焰火,組成29個(gè)腳印,象征29屆奧運(yùn)會(huì)走向中國(guó),走向北京。 而線路選擇北京的中軸線,相當(dāng)于穿越了中國(guó)古老的歷史。大腳印從15公里以外準(zhǔn)確無(wú)誤地兩秒一步走入鳥巢,采用了數(shù)碼控制點(diǎn)火新技術(shù)實(shí)現(xiàn)的舉世矚目的具有歷史意義的奧運(yùn)夜空。 煙花爆竹帶來(lái)的環(huán)境影響 當(dāng)你享受燃放煙花鞭炮帶來(lái)快樂的時(shí)候,是否意識(shí)到燃放鞭炮所帶來(lái)的危害呢?燃放鞭炮時(shí)會(huì)釋放出大量的有害氣體,例如氮氧化物、硫化物、碳氧化物等,會(huì)造成對(duì)空氣的污染。 燃放鞭炮時(shí)不僅會(huì)造成空氣污染,而且會(huì)產(chǎn)生噪音污染,若發(fā)生火災(zāi)及爆炸等還會(huì)給人身安全帶來(lái)的傷害。在20世紀(jì)末,國(guó)家頒布法律禁令,在部分城市禁放煙花爆竹,在慶祝節(jié)日的同時(shí),遵紀(jì)守法過個(gè)安全快樂的綠色春節(jié)。時(shí)代不同了,高科技的成果層出不窮,現(xiàn)時(shí)代的春節(jié)與時(shí)俱進(jìn),可以鼓勵(lì)移風(fēng)易俗,倡導(dǎo)使用電子鞭炮、禮花筒等安全、環(huán)保的替代性產(chǎn)品,過一個(gè)豐富多彩多樣化的春節(jié)。 安全第一 過個(gè)健康年最重要~ 支持我們請(qǐng)?jiān)u論點(diǎn)贊??? 公眾號(hào)ID:Science_China 公眾科普 科學(xué)傳播 中國(guó)科協(xié)官方微信 國(guó)家科普平臺(tái) |
|
來(lái)自: 人生之初ABC > 《物理 化學(xué)(20)》