人們放煙花慶祝節日,煙花的最大特色是能夠放出五彩繽紛的顏色。顏色的產生主要是因為在制作過程中加了發光劑和發色劑。
發光劑是金屬鎂或金屬鋁的粉末。當這些金屬燃燒時,會發出白熾的強光。發色劑其實只不過是一些金屬化合物。金屬化合物含有金屬離子。當這些金屬離子被燃燒時,會發放出獨特的火焰顏色。不同種類的金屬化合物在燃燒時,會發放出不同顏色的光芒。
舉例說,氯化鈉和硫酸鈉都屬于鈉的化合物,他們在燃燒時便會發出金黃色火焰。同樣道理,硝酸鈣和碳酸鈣在燃燒時會發出磚紅色火焰。
其實在化學上,我們稱以上現象為焰色反應(flame reaction)。煙花便是利用金屬的這種特性制成的。制作煙花的人經過巧妙的排列,決定燃燒的先后次序。這樣,煙花引爆后,便能在漆黑的天空中綻放出鮮艷奪目、五彩繽紛的圖案了。
原理簡單來說就是,當金屬及其鹽在火焰上灼燒時,原子中的電子吸收了能量,從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道,但處于能量較高軌道上的電子是不穩定的,很快躍遷回能量較低的軌道,這時就將多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波長在可見光范圍內(波長為400nm~760nm),因而能使火焰呈現顏色。但由于金屬的原子結構不同,電子躍遷時能量的變化就不相同,就發出不同波長的光,如焰色洋紅色含有鍶元素,焰色玉綠色含有銅元素。