當前位置: 妍妍網 > 資訊

煙花的形狀,是怎麽炸出來的

2024-02-09資訊

在發射後的短短幾秒內,煙花可以變成……愛你的形狀……新年的願望……女孩的幻夢……男人的快樂……甚至可以讓你免費體驗一把「世界末日」。

當然,它也有更高級「一點點」的玩法:

這樣完美的煙花,是怎麽炸出來的?

(點選上方,即可觀看視訊)

竄得高

像這種能在空中炸出菊花形狀的,屬於煙花中的「禮花彈」。 它與鞭炮這樣的爆竹,格林這樣的噴花類煙花不同,禮花彈通常會發射到高空或水域,並能形成各種光色、圖案[1]。

想要禮花彈炸得完美,先得讓它竄得高。

這就是一顆常見的禮花彈, 它由球形的本體和裹在外側的圓柱形炮筒構成[2]。 炮筒能固定住彈體的位置與發射朝向。

彈體下的杯狀容器裏,則裝滿了由黑火藥制成的發射藥。 在高裝填密度下,黑火藥能規律燃燒,產生巨大推力,將禮花彈體推向空中[1]。

一個12號彈徑約30cm的禮花彈,爆炸高度能達到300公尺[2]。世界最大的煙花,有1087多公斤重,可以躥升到1127公尺[3]。

炸得艷

想要的高度達到了,接下來得讓煙花炸出絢麗的顏色。

這個奧秘藏在禮花彈彈體的內部。剖開外殼,我們可以看到內部構造是這樣的: 下方是導火索,中間是炸藥,外層則是有一圈球形小顆粒圍繞,這些顆粒叫做「星體」,煙花的顏色就由它產生[2]。

我們高中都學過「焰色反應」——不同金屬化合物燃燒時,火焰會變成不同顏色。從微觀角度看,其實是受熱時,原子的電子會從低能階躍遷至高能階,但這狀態不穩定,電子又會從高能階掉回,並釋放出光子。

不同元素釋放出的光子波長不同,這也就有了我們看到的不同顏色[4]。

煙花的顏色就是利用了這一原理。制作時在星體中加入加入鍶鹽,火光就會呈現出紅色;加入鋇鹽,會變成綠色;加入鈉鹽,則會變成黃色…… 加入含有不同金屬元素的化合物,煙花就能展現出五光十色。

一些顏色的調變則格外復雜,比如煙花屆的「藍色妖姬」,需要加入氧化銅、堿式碳酸銅等多種化學物質,才能獲得比色純度高的藍色火焰。紫色的煙花,還要用藍色和紅色兩種顏色復合而成。

這些化學藥劑還可以做出閃爍的效果。當化學藥劑引燃後,燃燒後產生的固體、液體殘渣會覆蓋到下一層藥劑上,導致下一層藥劑瞬間處於「熄滅」狀態,當下一層藥劑引燃後又會重新亮光,就這樣一亮一滅地「閃爍」。

你常看到的「銀閃」、「紅閃」,都是這樣形成的[2]。

科學定型

調出了五顏六色後,還得給煙花科學定型。

煙花的形狀和星體在禮花彈內的排布有關。 比如最常見的菊花型,就是將星體排成這樣的一圈,當禮花彈炸開時,星體就會向四周擴散,形成標準的圓形菊花。

燃燒時間和距離更長,火光熄滅前因重力下垂,就會變成柳樹型。雙層組合,便能看到有內瓣的雙層煙花[2]。

在禮花彈中插入硬紙片,讓星體排列出笑臉,你就能在空中收獲一個多巴胺笑容[5]。

禮花彈下方加裝固定方向的裝置,再排字後,就能看到一個大大正面朝著你的「喜」字[6]。

在禮花彈內排成什麽形狀,空中炸開就會是什麽樣子。 甚至是三維立體、變身前進演化,也都難不倒現在的煙花。

除了排列星體,也可以將單個煙花作為矩陣點,多個同時發射再組合,2008年北京奧運會開幕式中的大腳印,就是這樣組合出的[6][7]。

當時蔡國強團隊使用了膛壓發射技術,利用鋼制炮筒控制、調整禮花彈的出膛速度,使所有彈體在同一高度的不同方向發射出來,組成腳印。他們還在彈體內裝入了芯片,從而能電腦遠端控制,將點火同步誤差控制在幾毫秒內。

想要炸出完美煙花,有時候,還需要「億點點」的想象力。例如蔡國強的煙花藝術「天梯」,就真的是由飛艇將一條裝有火藥的梯子拉到空中[2]。

每一個升起的煙花,都承載了天空下人們的願望,升得越高,炸得越艷,開得越圓,仿佛願望也能飛得越遠。

在新的一年,你許下了什麽願望?

制作人員

文稿:初一睡到初九

視覺:瘋狂的暴食者

分鏡:瘋狂的暴食者

動效:宋海芳 樊旻珺

剪輯:樊旻珺

稽核:俺姓瑤

配音:趙桐桐喲

策劃:初一睡到初九 燃爆波比

[1]潘功配編.(2013).煙花爆竹原理.南京大學出版社.

[2]Ontario Science Centre.(n.d.)The Science of Fireworks.

[3]吉尼斯世界紀錄. (2018). 世界上最大的煙花綻放於新年的夜空. 吉尼斯世界紀錄.

[4]Wacowich-Sgarbi, Shirley; Langara Chemistry Department. (2018). "8.2 Quantization of the Energy of Electrons".

[5]瀏陽市無痕焰火燃放有限公司.(n.d).空中禮花彈爆炸是怎樣的原理.

[6]余誌遠,余培勝,余本友,徐添福.(2012).一種定向字幕圖案禮花彈.中華人民共和國國家智慧財產權局.

[7]北京日報紀念事.(2018).十年前的今天,一位焰火業的門外漢把「大腳印」送上了奧運上空.

推薦閱讀

網易文創浪潮工作室出品 未經授權禁止轉載

微信編輯 | 劉笑彤

❖ 歡 迎 分 享 到 朋 友 圈 哦 ❖

浪潮工作室長期招聘作者,稿費千字300到800

公眾號後台回復「招聘」即可檢視。