В первые дни Соединенных Штатов Джон Адамс писал своей жене Абигайль о праздновании независимости: «Это должно быть торжественно с помпой и парадом, с шоу, играми, спортом, оружием, колоколами, кострами и иллюминацией с одного конца этого континента другому с этого времени навсегда вперед ". «Костры и иллюминация» имеют непосредственное отношение к тому, что мы знаем как пиротехника и фейерверки.
Я химик, а также президент Pyrotechnics Guild International, организации, которая пропагандирует безопасное использование фейерверков и использует их здесь, в США, для празднования Дня независимости и других фестивалей в течение года. Как химик и тот, кто проводит демонстрации для студентов-химиков, я считаю фейерверк отличным примером реакций горения, которые вызывают цветной огонь. Но изобретение цветного фейерверка является относительно новым, и не все цвета легко производить.
Ранняя история фейерверков
Фейерверки были впервые изобретены китайцами по счастливой случайности в 200 году до нашей эры. Но только через тысячу лет китайские алхимики разработали фейерверк в 800 году н.э. Эти ранние фейерверки были в основном яркими и шумными смесями, предназначенными для испуга злых духов, а не красочными, контролируемыми взрывами, которые мы видим сегодня. Перенесемся в другое тысячелетие, и итальянцы придумали, как добавить цвет, добавляя различные элементы в легковоспламеняющуюся смесь. Добавление элемента стронция в цветную пиротехническую смесь вызывает красное пламя; медь, синий; барий, зеленый; и натрий для желтого.
Слишком большое или слишком малое количество химических веществ приводит к значительным изменениям температуры и, следовательно, длины волны видимого цвета. Правильная смесь химических веществ при воспламенении производит достаточно энергии, чтобы возбудить электроны, чтобы испускать разные цвета света.
Хотя химия этих цветов не нова, каждое поколение, кажется, взволновано красками, разбрызганными по небу. Теперь у нас есть широкий спектр цветов пламени: красный, зеленый, синий, желтый, фиолетовый и их разновидности.
Каждый цвет работает одинаково. Когда различные элементы воспламеняются, они испускают волны различной длины, которые переводятся в разные цвета.
Делаем этот идеальный синий фейерверк
Не все цвета фейерверков одинаково легко создать. Я полагаю, что некоторые из моих коллег в области пиротехнических исследований и разработок согласятся со мной, что синий цвет является самым трудным цветом для производства.
Это потому, что вечернее небо имеет оттенок синего, что означает, что большинство блюза также не появляются. Если вы попытаетесь сделать синий цвет более ярким, чтобы контрастировать с фоном, он может выглядеть размытым. Правильный баланс меди и других химикатов в пламени или реакции горения дает лучшее пламя синего цвета в фейерверке.
Я принял это во внимание, когда пытался создать лучший синий цвет пламени, который я называю пилюлькой синего цвета. Он достаточно яркий, чтобы выделиться на фоне ночного неба, но все же ярко-синий. У меня есть более 20 синих пиротехнических формул, и я нашел одну, которая очень близка к этому неуловимому оттенку.
Другая сложность в создании интенсивного синего цвета состоит в том, что химия не проста. Требуется сочетание нескольких химических веществ и элемента меди. Когда медь воспламеняется, электроны, окружающие атомы меди, возбуждаются и возбуждаются в пламени. Когда электроны высвобождают эту энергию, она кажется наблюдателям голубым светом. Каждый цвет работает одинаково. Когда различные элементы воспламеняются, они испускают волны различной длины, которые переводятся в разные цвета. Поэтому, когда вы видите синие точки света, создающие узор на ночном небе, вы действительно видите возбужденные электроны, высвобождающие энергию в виде синего света.
Пол Э. Смит, лектор-демонстратор химии, Университет Пердью
