华盛顿-这个故事来自The Conversation作者是保罗·e·史密斯，普渡大学化学讲座演示员
从巨大的爆炸声到长长的哨声，从亮红色到浅蓝色，烟花有成千上万种变化，还有一个完整的化学分支在探索这些有趣的爆炸。
我是化学家，也是国际烟火协会该组织提倡安全使用烟花，并在新年或7月4日等节日期间使用烟花。
烟花有数百种化学配方——或者我喜欢把它们想成烟花配方。这些配方仍然是基于一种古老的化学混合物，这种混合物可以产生典型的爆炸声，但现代烟花使用各种化学魔法来上演今天令人难以置信的表演。
一切都要从黑火药开始
任何烟花的第一个成分都是古老的黑色火药。这是一千多年前被中国炼金术士发现从那以后的几个世纪里，它的配方几乎没有变化。要制作黑火药，你只需要把75%的硝酸钾、15%的木炭和10%的硫混合在一起。要制作一个基本的烟花或爆竹，你只需要把粉末放在一个容器里，通常是用厚纸板或纸做的。
黑色粉末被用来在空中发射烟花，并点燃并推动效果——如颜色——在天空中形成图案。那么它是如何工作的呢?
一旦用保险丝或火花点燃硫先熔化在235华氏度(112.8摄氏度)，硫流过硝酸钾和木炭，然后燃烧。这种燃烧反应迅速产生大量的能量和气体——换句话说，就是爆炸。如果有一个小孔让气体逸出，反应就会把烟花发射到空中。在一个非常狭窄的空间里，它会把烟花的组件炸开，点燃附近的一切。
除了改变黑色粉末的密闭程度，改变粉末颗粒的大小也可以改变它燃烧的速度。想想篝火。当你添加一根大树枝时，火焰燃烧得更长更慢。如果你把一把锯末扔进火焰里，它就会烧得又热又快。黑火药的工作原理类似，这使得它很容易控制能量的释放量和速度。
烟花的颜色是怎么来的?
如果你把非常细的黑火药放在密闭的空间里，它会在热气、气体和噪音中爆炸。那么这些颜色和明亮的光线是从哪里来的呢?
当你加热任何一种材料时，你实际上是在把能量注入到该材料原子的电子中。如果你足够激发电子，当它们回落到正常能级时，它们会以光的形式释放多余的能量。
有许多不同的元素，当加入烟花并加热时，释放不同波长的光以不同的颜色出现。锶产生红色。钡产生绿色。铜烧成蓝色，等等。
制造产生蓝色的烟花这一直是烟花化学家面临的挑战．深蓝太暗了，在夜空的衬托下看不见。但如果蓝色太浅，就会显得白色。所以“完美蓝色”的波长必须非常精确。这很难实现，因为蓝光的波长更短，这意味着光波的波峰和波谷之间的距离非常近。
某些元素会产生不同的颜色，但火花和闪光呢?为了达到这些效果，可以在烟火配方中加入各种金属。铝、镁和钛都会产生白色火花。加铁就会产生金火花。混合各种类型的木炭可以产生红色和橙色的火花。这些元素中的每一种都以不同的速度和方式燃烧，因此产生不同的颜色和强度的光。
发出口哨或轰隆声的
一场好的烟花表演的最后一个环节是令人兴奋的音效。
为了给烟花添加音效，你需要一个能快速产生大量气体的配方。如果烟花有一个小的开口供气体排出，它就会发出口哨的声音。气体的速度和开口的大小会改变哨子的音调和声音。
制造繁荣要容易得多。简单地把一个能量公式放在一个密闭的空间里，让气体无处可去。当被点燃时，压力会增加，烟花会爆炸，产生突然的砰的一声。
当你在后院观看烟花或发射一些自己的烟花时，你现在就会知道它们是如何工作的。烟花很有趣，但是爆炸和燃烧化学物质是危险的——即使它们的包装是彩色的。如果你能在你的城镇合法地燃放烟花，请正确处理．
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