煙火的科學(xué)

點(diǎn)綴夜空的煙火,美麗而絢爛,帶給人們無(wú)盡的歡樂(lè)。煙火為何能產(chǎn)生如此美麗的顏色?煙火的顏色是由火藥和所謂的“火焰調(diào)劑”相互作用造成的。當(dāng)火藥中攙入了鍶、鋰、鋁、鋇、鎂、鈉、銅等金屬鹽類,燃燒時(shí)便會(huì)產(chǎn)生出特定顏色的火焰,這些金屬鹽類就被稱為“火焰調(diào)劑”。

煙火彈的基本構(gòu)造是由外殼、發(fā)光火藥、隔紙、膨脹火藥、引火線組成。煙火彈裝在發(fā)射筒的頂部,發(fā)射筒的底部則裝有發(fā)射火藥。發(fā)射時(shí)點(diǎn)燃發(fā)射火藥將煙火彈發(fā)射到空中并引燃引火線。當(dāng)煙火炮到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),引火線的火燃至膨脹火藥引起爆炸。經(jīng)由爆炸力量,點(diǎn)燃發(fā)光火藥同時(shí)擴(kuò)散,綻放出各式各樣的火花。

煙火大體上可分為兩類,其中一類稱為“擴(kuò)散型”,發(fā)射后其“發(fā)光火藥”向四面八方擴(kuò)散,形成菊花、牡丹或禿菊等形狀;另一類稱為“爆發(fā)型”,其煙火彈爆裂后釋放出大量的小型煙火球,小型煙火球再一次爆發(fā),形成柳、蜂、吊飾等形狀。

煙火炸開(kāi)時(shí)之所以會(huì)形成不同形狀的火花,是由于煙火彈中發(fā)光火藥的組合與排列的不同造成的。例如最具有代表性的“菊花形煙火”,其發(fā)光火藥就是以同心圓形狀排列的。爆發(fā)時(shí)發(fā)光火藥一面燃燒,一面拉出長(zhǎng)長(zhǎng)尾巴的就稱為“菊”;沒(méi)有長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴,爆發(fā)的瞬間即綻放出耀眼光芒的則稱為“牡丹”。倘若以同心圓狀排列的發(fā)光火藥從里到外是由不同藥劑組成的,則隨著發(fā)光火藥的爆散,顏色會(huì)不斷變換從而出現(xiàn)“變化星”。

煙火彈中發(fā)光火藥的排列與菊相同,但減緩發(fā)光火藥的燃燒速度,就成為“禿菊”形。這種煙火彈爆發(fā)后,由于發(fā)光火藥的燃燒速度減慢,表現(xiàn)為發(fā)光火藥一面燃燒,一面向下墜落。

倘若煙火彈中又包含了許多小型的發(fā)光火藥彈,這種煙火就稱為“百花園”或“千輪菊”。這種煙火在半空中發(fā)出爆炸聲,膨脹火藥爆發(fā),一瞬間什么也看不見(jiàn),片刻后,卻爆發(fā)出無(wú)數(shù)的小火花。

此外,爆發(fā)型煙火中還有可在夜空中綻放出魚(yú)、土星或者UFO等各種造型的煙火,甚至還有在煙火中裝入降落傘或紙制風(fēng)箏等等,使煙火緩緩下降的特殊設(shè)計(jì)。

早期的煙火主要以黑色火藥為主,其燃燒溫度較低,不僅比現(xiàn)在的煙火暗淡許多,其色彩大概也只有火焰本身的單一顏色。后來(lái),當(dāng)氯酸鉀作為氧化劑加入到火藥中后,煙火的燃燒溫度一舉提高了許多,從而使火焰更加明亮,色彩也更為鮮明。如今,由于氯酸鉀的危險(xiǎn)性太高,已改用高氯酸鉀作為氧化劑。利用氧化劑和可燃劑的配合,控制燃燒溫度,然后通過(guò)與作為火焰調(diào)劑的金屬鹽類的微妙配合,再結(jié)合發(fā)光火藥的不同組合與排列,遂創(chuàng)造出了今天如此美麗多彩的煙火。G(李俊秀)

《海外星云》(2001年14期)