Das prächtige Feuerwerk, das Sie sehen, sind eigentlich tanzende „Elektronen“

Bei Festen oder großen Veranstaltungen werden oft an verschiedenen Orten Feuerwerke gezündet, um für eine stimmungsvolle Atmosphäre zu sorgen.

Als das bunte Feuerwerk in der dunklen Nacht erblühte, schoss es, begleitet von einem lauten „Knall“, in den Himmel. Im Nu kreuzten sich Feuerwerkskörper in Rot, Gelb, Lila, Blau und anderen Farben wie herabfallende Meteore.

Wenn wir uns fröhlich und glücklich fühlen, haben wir jemals darüber nachgedacht, wie diese bunten Farben entstehen?

Der Aufbau eines Feuerwerks

Feuerwerk, auch als Feuerwerk und Feuerwerkskörper bekannt. Feuerwerke entstanden nach der Erfindung des Schießpulvers und können daher auch als eine der vier großen Erfindungen des alten China angesehen werden.

Der Aufbau von Feuerwerkskörpern und Knallkörpern ist sehr ähnlich. Beide verwenden schwarzes Schießpulver als Zündschnur. Wenn das Schießpulver im Weltraum explodiert, wird das Feuerwerk hoch in den Himmel geschleudert. Wenn das Schießpulver verbrennt und am Himmel explodiert, entsteht ein Feuerwerk.

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Feuerwerkseffekt

Der Grund, warum Feuerwerkskörper in farbenfrohen Formen aufblühen können, liegt hauptsächlich an der „Flammenfarben“-Reaktion. Während des Herstellungsprozesses des Feuerwerks fügt das Produktionspersonal eine bestimmte Menge metallischer Leuchtstoffe und Farbstoffe hinzu.

Bei den metallischen Leuchtstoffen handelt es sich hauptsächlich um Aluminium- und Magnesiumpulver, die bei vollständiger Verbrennung in Sauerstoff blendend weißes Licht abgeben. Bei den Farbstoffen handelt es sich hauptsächlich um Metallverbindungen. Die Metalle in den Metallverbindungen reagieren heftig mit Sauerstoffionen und erzeugen Licht unterschiedlicher Farben.

Was ist eine Flammenreaktion? Die Flammenfarbreaktion wird auch Flammenfarbtest und Flammenfarbtest genannt. Es handelt sich um eine Reaktion, die dazu führt, dass die Flamme eine besondere Farbe aufweist, wenn bestimmte Metalle oder ihre flüchtigen Verbindungen in einer farblosen Flamme verbrennen. Das Prinzip der Flammenfarbreaktion ist der in jedem chemischen Element enthaltene „Personalausweis“ – das charakteristische Spektrum.

Da bestimmte Spektrallinien in den Spektren von Elementen wie Natrium und Strontium dominieren, ist die Flammenfarbreaktion äußerst deutlich und bei farbigen Feuerwerkskörpern werden üblicherweise diese Metallelemente verwendet.

Wenn wir davon sprechen, werden viele Leute denken, dass es sich um eine chemische Reaktion handelt, doch Tatsache ist: Bei der Flammenfarbreaktion handelt es sich um eine physikalische Veränderung.

Da keine neue Substanz entsteht, werden die Änderungen hauptsächlich durch die Änderung der elektronischen Energieniveaus innerhalb der Substanz verursacht und beinhalten keine Änderungen der chemischen Eigenschaften und der Struktur der Substanz selbst.

Verschiedene Arten von Metallverbindungen erzeugen unterschiedliche Farben, wenn sie in der Luft verbrennen. Daher verwenden wir häufig die nach der Verbrennung entstehende Farbe, um zu identifizieren, um welche Metallverbindung es sich handelt.

Hier sind einige gängige Farben als Beispiele: Die Flammenfarbe, die beim Verbrennen von Natrium entsteht, ist gelb, die von Kupfer grün und die von Kalium normalerweise hellviolett. Da Kalium jedoch üblicherweise mit Natrium dotiert ist, verwenden wir zur Beobachtung oft blaues Kobaltglas.

Die Hersteller von Feuerwerkskörpern ordnen diese Stoffe geschickt an, um die Reihenfolge des Abbrennens zu bestimmen. Das farbenfrohe und leuchtende Feuerwerk, das wir sehen, sind eigentlich tanzende „Elektronen“.

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Nachdem wir nun eine klare Vorstellung von den Farben des Feuerwerks haben, wollen wir uns nun eingehender mit den Soundeffekten des Feuerwerks befassen.

Wenn Schießpulver im Weltraum explodiert, entsteht eine große Menge Gas. Durch die Zwischenräume der Düsen kann ein Teil des Gases austreten und angenehme Flöten- und Pfeifgeräusche erzeugen. Einige Gase haben ein stärkeres Explosionsvermögen und können Behälter direkt zertrümmern, was zu explosiven Geräuschen und summenden „Nachbeben“-Geräuschen führt.

Einfach ausgedrückt werden die Klangeffekte von Feuerwerken nach einem ähnlichen Prinzip erzeugt wie die von Blasinstrumenten, bei denen verschiedene Instrumente unter Luftstrom unterschiedliche Klangfarben erzeugen können.

Unsichtbarer Atmosphärenkiller: Feuerwerk

Obwohl Feuerwerke schön sind, werden dabei viele Luftschadstoffe freigesetzt. Die Hauptbestandteile des „sauren Regens“ sind Schwefeldioxid, Stickoxid, Stickstoffdioxid usw., also die Gase, die beim Zünden von Feuerwerkskörpern entstehen. Diese Gase schädigen nicht nur die Atmosphäre, sondern beeinträchtigen auch die Atemwege und das Herz-Kreislauf-System des Menschen.

Im Jahr 1990 wurden am Vorabend des Frühlingsfestes in der Stadt Dandong in der Provinz Liaoning Feuerwerkskörper und Knallkörper gezündet. Den von Mitarbeitern der Umweltschutzstation durchgeführten Tests zufolge entsprachen die Gefahren dieser Gase denen eines schweren Umweltverschmutzungsunfalls. Mit der Entwicklung der Zeit und dem Fortschritt der Technologie begannen sich immer mehr Menschen für Umweltprobleme zu interessieren, und so entstand das elektronische Feuerwerk.

Bei elektronischen Feuerwerkskörpern werden weder Schwarzpulver noch Zündschnüre verwendet. Stattdessen verwenden sie interne elektronische Komponenten, lichtreflektierende Streifen und Konfetti, um die farbenfrohen Explosionen eines herkömmlichen Feuerwerks zu erzeugen. In der Provinz Hebei wurde beispielsweise eine Ausstellung mit elektronischem Feuerwerk abgehalten. Nach der Vorführung war nicht nur kein stechender Geruch von brennendem Schießpulver zu spüren, sondern auch kein Müll, der durch herkömmliche Feuerwerke entstanden war. Elektronische Feuerwerkskörper können außerdem recycelt werden, was sowohl umweltfreundlich als auch schön ist.

Da es sich bei elektronischen Feuerwerken jedoch um neu entwickelte Produkte handelt, erfreuen sie sich im Vergleich zu herkömmlichen Feuerwerkskörpern keiner großen Beliebtheit auf dem Markt und sind für die breite Öffentlichkeit nicht erhältlich.

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Früher wurden Feuerwerke gezündet, um böse Geister abzuwehren, doch heute sind Feuerwerke eher eine Lärm- und Luftverschmutzung. Obwohl Feuerwerke wunderschön und farbenfroh sind, sollten wir versuchen, die Umwelt nicht zu sehr zu belasten.

ENDE

Revisionsexperte

Sun Yafei, PhD in Chemie von der Tsinghua-Universität.

Tadpole Musical Notation Originalartikel, bitte geben Sie beim Nachdruck die Quelle an

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