何世紀も前の技術である花火は、独立記念日のお祝いの象徴的なシンボルですが、現代の科学技術の驚異でもあります。 今夜、全国各地で見る花火の背後にある科学を発見してください。
1.花火の化学式は偶然に発明されました。 10世紀のいつか、中国人は火薬で花火を作り始めました（最初に知られている化学爆発物は最近発見されたばかりです）。 しかし学者たちは、発明者が不滅のエリキシル剤を作ろうとして火薬の化学式、硫黄、石炭、硝酸カリウム、または塩鉱石に到達したと信じています。 時間が経つにつれて、中国人はさまざまな種類の視覚効果を生み出す多種多様な花火を開発し、花火師は中国社会で尊敬される職業になりました。
2.花火は爆発しないように設計されています。 直感に反して、化学者は、爆発するのではなく、できるだけゆっくりと燃えるように花火を設計します。 火傷が遅いということは、花火がより長い時間視覚効果を生み出し、空のより広い領域をカバーすることを意味します。 これを実現するために、使用される燃料と酸化剤の化学物質（通常、燃料にはアルミニウムやマグネシウムなどの金属、酸化剤には過塩素酸塩、塩素酸塩、硝酸塩など）は、250から300ミクロンの範囲の比較的大きな粒子です。砂粒。 さらに、化学者は燃料と酸化剤を完全に混合することを避けているため、燃えにくくなっています。
花火の中に詰め込まれたペレットには、空に見える鮮やかな色を作り出す化学物質が含まれています。 （ウィキメディアコモンズ） 3.異なる化学物質によって異なる色が生成されます 。 花火が爆発するときに見える明るい色は、花火の星、特定の色を生成する化学物質のペレット、または燃えると火花効果を生み出す結果です。 爆発電荷が発火すると、主燃料が最初に爆発し、着色剤の化学物質にエネルギーを移動します。これにより、これらの化学物質の電子が励起状態に移行します。 それからしばらくして、着色剤の化学物質が冷えて電子が元の状態に戻ると、空を飛んでいるときにカラフルな放射線として余分なエネルギーを放出します。 特定の色は化学物質によって異なります。ストロンチウムとリチウムを含む化合物は強い赤を燃え、カルシウムはオレンジを燃やし、ナトリウムは黄色を燃やし、バリウムは緑を燃やし、銅は青を燃やします。
4.花火の形は巧妙な設計によって作り出されます 。 ダブルリング、ハート、星などの異常な形の花火を実現するために、技術者は燃料と着色剤の化学物質をさまざまな形でチューブに詰めます。 ペレットのリングに囲まれた燃料の中心部は円形の花火を生成し、ペレットの二重層は空に二重リングを作成します。 ペレットが燃料と一緒に内部で混合されると、「ヤナギの木」のパターンのように、色の縞が中心点から一緒に広がります。 ハートや星などの特にトリッキーなフォーメーションの場合、着色剤のペレットは、紙に所望の形状で接着されます。 燃料が燃えると、紙に点火し、同じパターンで飛んでいる着色剤を送ります。
5.花火による汚染。 花火ショーのすべての楽しみにもかかわらず、彼らには欠点があります。 私たちは以前、花火がどのように鳥の個体数を驚かせ、さらには殺すことができるかについて書いてきました。 また、重金属、硫黄石炭化合物、およびパーコレートを地元の水域に導入することにより、より潜伏的な方法で野生生物に害を及ぼす可能性もあります。 多くの場合、花火は湖や川で打ち上げられ、これらの燃焼の副産物は時間とともに水生生態系に害を及ぼす可能性があります。 大気汚染物質は、人間、特に喘息に苦しむ人々にも影響を与える可能性があります。
