قرمز، سفید و بوم! آتش بازی چگونه کار می کند

آتش بازی حدود 2000 سال پیش در چین به وجود آمد. باروت که برای تشخیص آن از پودر بدون دود مدرن به عنوان پودر سیاه نیز شناخته می شود، اولین ماده منفجره شیمیایی شناخته شده است. نزدیک به هزار سال بعد، یک راهب چینی به نام لی تیان اولین ترقه را با پر کردن یک چوب بامبو با باروت و انداختن آن در آتش ایجاد کرد و یک انفجار مهیب ایجاد کرد.

امروزه از آتش بازی برای جشن گرفتن رویدادها و سنت ها در بسیاری از فرهنگ ها در سراسر جهان استفاده می شود. اگرچه چهارم ژوئیه هنوز "روز بزرگ" است، اما آمریکایی ها در تمام طول سال از آتش بازی برای جشن گرفتن در جشنواره ها، رویدادهای ویژه، رویدادهای ورزشی مانند Super Bowl و نمایش معروف دیزنی استفاده می کنند. آتش بازی آسمان سراسر ژاپن را به نشانه یک سال تا شروع بازی های المپیک توکیو روشن کرد.

همه ما کمی نسبت به این مناظر نفس گیر وسواس داریم، اما چرا برخی از آتش بازی ها منفجر می شوند، برخی سوت می زنند و برخی دیگر ترقه می زنند؟ چه چیزی رنگ های قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش خیره کننده ای را ایجاد می کند که در آسمان منفجر می شود و "اوهههه ها" و "آهههههه ها" را از تماشاگران مجذوب برمی انگیزد؟

با نشان دادن شیمی پشت رنگ های زیبا و صداهای کر کننده آتش بازی که احساسات ما را شعله ور می کند، مهندسان آتش بازی نوپا را در کلاس علوم خوشحال کنید.

ابتدا، اجازه دهید به برخی از علم پشت این سمفونی های خیره کننده در آسمان نگاه کنیم.

ترکیب انفجاری

هر آتش بازی حداقل حاوی یک ماده شیمیایی غنی از اکسیژن، یک عامل اکسید کننده است:

• نیترات پتاسیم
• پرکلرات پتاسیم
• نیترات استرانسیوم غنی از اکسیژن است، اما شعله قرمز نیز تولید می کند

سپس برای تولید گرما به سوخت نیاز دارید تا با اکسید کننده ترکیب شود. از موادی مانند گوگرد، زغال چوب، آلومینیوم یا پودر منیزیم به عنوان سوخت استفاده می شود. اکسید کننده پیوندهای شیمیایی موجود در سوخت را می شکند و انرژی آزاد می کند. آتش (از فتیله یا شعله مستقیم) یک واکنش شیمیایی را شروع می کند.

آنچه پشت صداهای کلیک، ترقه و انفجار نهفته است

گوش هایت را بپوشان! هنگامی که برخی از آتش بازی ها خاموش می شوند، می توانند با بلندترین طوفان تندر رقابت کنند.

مخلوط شیمیایی موجود در آتش بازی تعیین کننده صدایی است که ایجاد می کند. پیروتکنسین ها این مخلوط را می سوزانند تا انفجار یا انفجاری را ایجاد کنند که در هنگام آتش بازی منتظر آن هستیم. باروت ماده‌ای ترکاننده است که از گوگرد، زغال سنگ و نیترات پتاسیم (نیترات) ساخته می‌شود. گوگرد و زغال چوب به عنوان سوخت عمل می کنند، در حالی که نمک نمک یک عامل اکسید کننده است.

بارهای انفجاری مدرن تری با پودر فلز درون آن وجود دارد که تیزتر و بلندتر هستند و با جلوه ای نور چشمک می زنند و آتش بازی ایجاد می کنند که خانه را تکان می دهد. هزینه های متداول ترکیدن عبارتند از:

• پودر سیاه
• برق باروت
• H3
• ترکیبی از سوت ها

پودر خود را خشک نگه دارید زیرا هنگامی که فیوز روشن می شود، در مرکز کیس می سوزد، فیوز تاخیر زمانی متصل به شارژ ترکیدن را مشتعل می کند و BOOM!

صدای مهیبی که پس از انفجار می شنویم ناشی از آزاد شدن سریع انرژی است که باعث می شود هوا سریعتر از سرعت صوت منبسط شود و موج ضربه ای ایجاد کند. آن گلوله هایی که در هوا منفجر می شوند مطمئناً دلیلی بر این است که پرچم ما هنوز آنجاست (اینجا موسیقی میهنی پخش کنید)!

چگونه آتش بازی این رنگ های دیدنی را دریافت می کند

می دانیم که عناصر شیمیایی مختلف وقتی تا دمای بالا گرم می شوند، با انتشار طول موج های خاص نور از شر این انرژی خلاص می شوند. نمک های فلزی برای آتش بازی ایده آل هستند زیرا این ترکیبات هنگام سوختن رنگ های شدیدی تولید می کنند.

برخی از نمونه ها عبارتند از

• استرانسیوم برای قرمز
• باریم برای رنگ سبز
• کلسیم برای پرتقال
• مس برای آبی
• سدیم برای زرد
• مس و استرانسیوم برای بنفشه

هنگامی که یک عنصر مشتعل می شود، الکترون های اطراف اتم ها برانگیخته می شوند و در شعله با انرژی شارژ می شوند. هنگامی که عناصر مختلف مشتعل می شوند، طول موج های مختلف نور ساطع می کنند که بسته به نوع آتش بازی به رنگ های مختلف تبدیل می شود.

بازتولید برخی رنگ ها نسبت به بقیه دشوارتر است. اکثر مهندسان پیروتکنیک موافقند که آبی دشوارترین رنگ برای تولید است. این به این دلیل است که آسمان عصر ته رنگ آبی دارد، بنابراین بیشتر رنگ های آبی به خوبی رنگ های دیگر ظاهر نمی شوند. اگر سعی کنید رنگ آبی را برای کنتراست با پس‌زمینه روشن کنید، ممکن است به نظر از بین برود. شما باید تعادل مناسبی از مس و سایر مواد شیمیایی را در شعله یا واکنش احتراق بدست آورید تا بهترین شعله آبی را در آتش بازی خود داشته باشید.

دانش آموزان از یادگیری در مورد شیمی مواد آتش نشانی لذت خواهند برد. یک روز آنها ممکن است تبدیل به آتش‌نشان شوند که ما را با غرش، پاپ و رنگ‌های روشن آتش بازی خوشحال می‌کنند.