花火のあの色を「描いた」のは誰ですか？

闇夜に色とりどりの花火が咲き乱れると、大きな「ドカン」という音とともに花火が空に舞い上がります。一瞬にして、赤、黄、紫、青など色とりどりの花火がまるで流星のように飛び交いました！

楽しくて幸せな気持ちになったとき、そのカラフルな色がどのように形成されるかご存知ですか?

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花火の構造

花火は、花火や火工品としても知られ、火薬の発明以来存在しています。花火と爆竹の構造は非常に似ています。どちらも導火線として黒色火薬を使用します。火薬が宇宙で爆発すると、花火が空高く打ち上がります。火薬が燃えて上空で爆発すると花火が作られます。

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花火効果

花火が色とりどりに咲く理由は、主に「炎色」反応によるものです。花火の製造工程では、製造スタッフが金属系の発光剤や着色剤を一定量加えます。金属発光剤は主にアルミニウム粉末とマグネシウム粉末で、酸素中で完全に燃焼するとまばゆいばかりの白色光を発します。着色剤は主にいくつかの金属化合物です。金属化合物中の金属が高温条件下で電子遷移を起こすと、さまざまな色の光が発生します。

炎色反応。左から右に、過マンガン酸カリウムの炎色反応、硫酸銅の炎色反応、塩化ナトリウムの炎色反応です。

炎色反応とは何ですか？

炎色反応は炎色テストや炎色テストとも呼ばれます。特定の金属またはその揮発性化合物が無色の炎で燃焼するときに、炎が特殊な色を呈する反応です。炎色反応の原理は、各化学元素に含まれる「身分証明書」、つまり特性スペクトルです。ナトリウムやストロンチウムなどの元素のスペクトルでは特定の可視スペクトル線が優勢であるため、炎の色の反応は非常に明白であり、色付きの花火では通常これらの金属元素が使用されます。

こう言うと、多くの人は化学反応だと思うでしょうが、実際は炎の色の反応は物理的変化です。新しい物質は生成されないため、変化は主に物質内部の電子エネルギーレベルの変化によって引き起こされ、物質自体の化学的性質や構造の変化は伴いません。異なる種類の金属化合物は空気中で燃焼すると異なる色を生成するため、燃焼後に生成される色を使用して、どの金属化合物であるかを識別することがよくあります。

一般的な色の例として、ナトリウムが燃焼したときに生じる炎の色は黄色、銅は緑色、カリウムは通常薄紫色です。ただし、カリウムには通常ナトリウムが添加されているため、観察には青いコバルトガラスが使用されることが多いです。

花火を作る人は、これらの物質を巧みに配置して、燃える順番を決めます。私たちが目にする色鮮やかで華やかな花火は、実は「電子」が踊っているものなのです。

宇宙空間で火薬が爆発すると、大量のガスが発生します。ガスの一部はノズルの隙間を通過し、心地よいフルートやホイッスルの音を出します。一部のガスは爆発力が強く、容器を直接粉砕して爆発音や「余震」のようなブンブンという音を発生させることがあります。簡単に言えば、花火の効果音は管楽器と似た原理で生み出され、空気の流れによって異なる楽器がさまざまな音色を生み出すのです。

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目に見えない大気の殺人者：

花火は美しいですが、打ち上げ時に大量の大気汚染物質を放出します。 「酸性雨」の主成分は、花火を打ち上げたときに発生するガスである二酸化硫黄、一酸化窒素、二酸化窒素などです。これらのガスは大気に害を及ぼすだけでなく、人間の呼吸器系や心臓血管系にも影響を与えます。爆竹を鳴らす伝統には約1000年の歴史があります。近年、急速な人口増加、不適切な消費構造と消費意識、製造業者の急増により、花火を民衆が打ち上げる風潮が広まり、深刻な大気汚染と騒音公害、深刻な健康被害、紙、火薬、発光材料などの資源の驚くべき浪費を引き起こしています。火災や人身事故もさらに多く発生します。