爆竹與煙火
(2003/02/13 AM10:05
播出)
來賓/許 燕
老師(台北市古亭國中退休理化老師)
主持人/賴素燕(小燕子)
我要收聽
(檔案格式為.asf,請調整至第65分鐘開始收聽,收聽期限至2003/04/13止)
爆竹一聲除舊歲,多彩煙火迎新春,巧奪神威沖天砲,奇麗夢幻仙女棒,小心謹慎保安全。
一、爆竹的歷史和製造材料
古代的人將竹子丟入火中,以其發出的劈啪聲響來驅逐邪魔鬼怪,即稱為「爆竹」。後來,由於爆竹發出的聲響為年節、婚慶、迎神、開市等帶來熱鬧的氣氛,驅邪的目的反而變成了熱鬧與吉利的表徵。宋人發明火藥後,製作爆竹的技術日新月異,將爆竹編連成串,便是現今「鞭炮」的前身。如今,「鞭炮」用紙捲裹火藥製成,點燃引線引起火藥的反應產生氣體,體積瞬間膨脹就會爆裂,發出巨大聲響。
黑火藥大約是 75%的硝石(即硝酸鉀)、15%的碳及10%的硫。
現在廠商採用硫粉和次氯酸鉀和鋁粉反應更猛烈、威力更大、更危險。民國九十一年年底除夕前,嘉義縣中埔?地下爆炸工廠爆炸後,警方全省清查地下爆竹工廠,發現幾乎為後者材料,相當地驚人。
二、黑火藥的製造和爆炸原理
- 先將硫和碳磨碎,再拌和硝石,加些水經壓模機壓成片再絞碎。
- 黑火藥急速燃燒爆炸釋出大量氣體和能量,氣體產生的壓力可推動空氣發出爆響。
即硝石受熱分解產生氧氣,和硫、碳作用分別產生二氧化硫及二氧化碳,尚有氮氣、硫酸鉀 ….等等產物。
三、煙火的製造材料和原理
(1) 材料:
在煙火的發射筒裡裝有兩組黑火藥,黑火藥大約是 75%的硝酸鉀、15%的碳及10%的硫。
第一組黑火藥的目的是把煙火彈推上夜空離地約百公尺餘,第二組黑火藥用來點燃藥球,每個藥球內有三種藥品:
- 氧化劑:過氯酸鉀或氯酸鉀
- 燃料:有天然的,如碳、硫、鎂、鋁
…..;或合成的,如聚氯乙烯(PVC)。
著色劑即金屬元素或化合物:煙火的五光十色決定於內部所配好的金屬或化合物燃燒後的顏色:鍶化合物→紅色、鈣化合物→橙色、鈉化合物→黃色、鋇化合物→綠色、銅化合物→藍色、鉀化合物→紫色、鋁或鎂金屬→白色、鐵金屬→金黃色。
(2) 原理:
發射筒內裝一發火頭,接上導火索,再接上電源,開關一按迅速引燃煙火,煙火中的藥球受到黑火藥的點燃後,氯酸鉀分解產生了自由的氯原子,氯原子再身金屬原子反應生成電子激發態的分子,這些高能量的分子很不安定,約 10秒瞬間返回基態,把多餘的能量釋放出來恰在可見光波長範圍。
其反應式如下:
Cl+Cu→CuCl2(藍光)
Cl+Ba→BaCl2(綠光)
利用上述光化學反應,煙火製造商可以製造出很多紅、白、綠、橘….等五彩繽紛的煙火。例如:氧化劑用氯酸鉀,燃料用鎂,著色劑用氯酸鋇,可產生綠色火焰。若採用過氯酸鉀和鋁、硫混合起爆聲響會特大。
四、各式各樣的煙火
將藥球成分配好,切成丁狀顆粒,裹上菊藥或柳藥,最外再加一層黑火藥。菊藥燒得快留下光跡短看來像朵菊花,柳藥燒得慢留下光跡長看來像柳條。
例如:
- 梅開五福:一個大彈中包6個小彈,在高空爆開成6朵菊花。
- 孔雀開屏:60個裝菊藥球的彈,連續在高空爆開,以藍、綠兩色為主。
- 雲瀑吐玉:在河炭搭起約100公尺的高架,從架子上綠噴出無數的柳藥垂入水中,像瀑布一樣。
五、爆竹一聲除舊歲、小心謹慎保安全
除夕子夜時「碰!碰!碰!」此起彼落震耳欲聾的鞭炮聲,為人們「報春」,呈現「爆竹一聲除舊歲,桃符萬戶更新年」的新氣象。在歡樂聲中但求小心謹慎保安全,絕對禁止小孩將火藥性的爆竹(老鼠炮、水鴛鴦、鞭炮等),置於容器之中點燃,因為爆炸威力可能造成容器(如玻璃瓶、鋁罐)碎裂四散,傷及無辜。
沖天炮、蝴蝶砲的路徑怪異難測,且以高速飛行,行到水窮處還壯裂地炸彈開花。因此,絕對禁止小孩對著人物或建物、車輛發射,且發射方向應朝向空曠的地方或天空。旁觀者也要保持距離以策安全。
仙女棒在燃燒時局部溫度會高達攝氏一千度以上,因此,不要在人群擁擠處燃玩,且避免在人面前揮動或踫觸到眼睛,最好將它的高度保持在腰部以下並伸直手臂;五歲以下的孩童由大人或大朋友來個「你看我玩」。燃燒完時立即將尾端丟入水中,切記「星星之火,可以燎原」。
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