烟花爆竹魅力何来

爆竹是我国最早发明的。据考证，第一个用火药制造爆竹的是三国时期的马钧。自宋朝起，人们就开始用爆竹娱乐。“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏，千门万户瞳瞳日，总把新桃换旧符”，王安石的这首《元日》记录了当时人们新春时燃放爆竹的习俗。

爆竹为什么会响呢？爆竹的外壳是一个纸筒，纸筒多用草纸或牛皮纸卷成；筒内装着黑色火药，两端用泥灰封住，并从黑火药部分导出一根引火线。当人们点燃爆竹的引火线时，火就顺着引线进入纸筒内，引起黑火药发生剧烈的化学反应，产生大量的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等气体，同时放出大量的热。这些气体因受热膨胀，其体积比原火药本身的体积要大上千倍，这样强大的气体压力必然会使纸壳炸裂，振动空气而发出响声。

黑火药是一种混合物，一般由15%的木炭粉、10%的硫磺粉和75%的硝石（硝酸钾）组成，有的还含氯酸钾。木炭、硫磺都是极易燃烧的物质，硝酸钾受热易分解放出氧气。

爆竹爆炸后的“火药味”，这是由于黑色火药中的硫磺未反应完全，受热变成了硫蒸气或燃烧时产生了刺鼻的二氧化硫气体的缘故。

烟花又名焰火、花炮，是在爆竹的基础上发明的。《红楼梦》中大观园里燃放的满天星、九龙入云、飞天十响等小爆竹都属烟花类。

烟花为什么会发光且色彩各异呢？因为烟花的纸筒里除了有黑色火药粉外，还有发光剂与发色剂，就是各种不同的金属盐。

大型烟花和礼花产生烟花效果时，同观众的眼睛直线距离一般都不少于数十米。这就要求这二类烟花除了光色正确外，还要有一定的亮度。这也即是说除了要求获得色纯度比较高的火焰外，同时也要利用药剂的发光效应使火焰具有鲜艳的效果，要想获得美丽鲜艳的火焰，也必须加入一定量的金属粉。在烟花药剂中如增加金属粉，在药剂燃烧时即可生成固体和液体生成物，同时离解出大量的光能和热辐射，其发光强度有数十万国际烛光，温度则可达数千度。

有的药剂被点燃后除了能产生一定光色外，还能在光截体中喷出许多金黄色或钢色，或是白色的亮星，这种现象称为“喷波”（或拉波）。其产生也是利用发光效应。将硬木炭粉或铝粉、铁粉加入药剂中燃烧，一些在光截体中没有完全燃尽颗粒会被喷出，这些被喷出的颗粒再遇见空气中的氧，就会发生第二次燃烧反应，从而产生不同颜色和一定亮度。硬木炭粉可产生金黄色小星；铁粉可产生钢蓝小星；铝粉可产生白色小亮星，利用喷波的作用，即可制造出各种烟花形象，不同的金属或金属盐类燃烧时所产生的颜色为什么不同呢？这是因为不同金属元素的原子结构和核外电子的排列不同，一旦受热或其它外能的作用，电子便可能增加能量，从原来的轨道跳到更远的轨道，这种现象叫做“激发”。当处在“激发状态”的电子恢复到原来状态时，就以不同波长的光波把能量放出。因为各种金属的盐类发射出的光线波长不同，所以燃烧时呈现出光的颜色也不同。

烟花的火焰能喷上高空，如“彩珠筒”的“花弹”能射出二三十米，这是利用火箭装置原理，火药燃烧时所产生的一种反作用力推动火焰上升。有的花炮能够旋转，如“火轮”、“花陀罗”，这是利用喷气原理，将喷射药管按一定的角度排列，喷气沿圆周的切线方向喷出，推动其旋转。花炮发出的清脆悦耳的哨声，是将一些有机化学药品配成哨音药剂填在纸管中，燃烧时所产生的气流就能使纸管振动而发声，如“口琴烟花”、“全家乐”等产品都能发出哨声。（摘自隋国庆科普网，插图：刘一播）