У перші дні Сполучених Штатів Джон Адамс писав дружині Ебігейл про святкування незалежності: "Це повинно відбуватися разом з Помпом і Парадом, з" Шоу "," Ігор "," Спорту ", гармат, дзвонів, багаття та ілюмінацій з одного кінця цього континенту на інший з цього Часу вперед назавжди більше ". "Багаття та освітлення" стосуються безпосередньо того, що ми знаємо як піротехнічні та феєрверки.
Я хімік, а також президент Pyrotechnics Guild International, організації, яка сприяє безпечному використанню феєрверків та використанню їх тут, у США, для відзначення Дня незалежності та інших фестивалів протягом року. Як хімік, і хтось, хто веде демонстрації для студентів хімії, я вважаю феєрверки чудовим прикладом реакцій горіння, які спричиняють кольоровий вогонь. Але винахід кольорових феєрверків порівняно недавно, і не всі кольори легко виготовити.
Рання історія феєрверків
Петарди були вперше винайдені китайцями в 200-х рр. До н.е. Але лише через тисячу років пізніше китайські алхіміки розробили феєрверки в 800 р. Н. Ці ранні феєрверки були в основному яскравими і галасливими складами, призначеними для відлякування злих духів - а не колоритних контрольованих вибухів, які ми бачимо сьогодні. Швидко просунувшись ще тисячоліття, італійці придумали, як додати кольору, вводячи різні елементи у легкозаймисту суміш. Додавання елемента стронцію до кольорової піротехнічної суміші створює червоне полум'я; мідь, синій; барій, зелений; і натрію для жовтого.
Занадто багато або занадто мало хімічних речовин істотно змінить температуру і, таким чином, спостерігається довжина хвилі кольору. Правильна суміш хімікатів при їх запалюванні виробляє достатню кількість енергії для збудження електронів для виділення різних кольорів світла.
Незважаючи на те, що хімія цих кольорів не нова, схоже, що кожне покоління захоплюється фарбами, що плескалися по небу. Зараз у нас є широкий спектр кольорів полум'я: червоний, зелений, синій, жовтий, фіолетовий та їх варіанти.
Кожен колір працює однаково. Оскільки різні елементи запалюються, вони випускають різну довжину хвилі світла, яка перекладається як різні кольори.
Створення ідеального феєрверку синього кольору
Не всі кольори феєрверків однаково легко створити. Я вважаю, що кілька моїх колег з піротехнічних досліджень та розробок погодилися б зі мною, що синій колір - це найскладніший колір.
Це тому, що вечірнє небо є відтінком блакитного, це означає, що більшість блюзів також не відображаються. Якщо спробувати зробити синій яскравішим, щоб він контрастував з фоном, він може виглядати вимитим. Правильний баланс міді та інших хімічних речовин у полум'ї чи реакції горіння дає найкраще полум'я синього кольору у феєрверку.
Я взяв це до уваги, намагаючись створити найкращий синій колір полум'я, який я називаю коробкою таблеток синім. Він достатньо яскравий, щоб виділитися на нічному небі, але все ще насичений синій. У мене є понад 20 блакитних піротехнічних формул, і я знайшов одну, яка дуже близька до цього невловимого відтінку.
Ще одна складність у створенні інтенсивного синього кольору полягає в тому, що хімія не проста. Тут потрібна комбінація декількох хімічних речовин і елемента міді. Коли запалюється мідь, електрони, що оточують атоми міді, збуджуються і заряджаються енергією у полум'ї. Коли електрони вивільняють цю енергію, вона спостерігається як синє світло. Кожен колір працює однаково. Оскільки різні елементи запалюються, вони випускають різну довжину хвилі світла, яка перекладається як різні кольори. Тож, коли ви бачите точки світлого кольору синього кольору, що створюють візерунок на нічному небі, ви дійсно бачите збуджені електрони, що виділяють енергію, як синє світло.
Пол Е. Сміт, демонстратор лекції з хімії, Університет Пердю
