Фейерверки, многовековая технология, являются знаковым символом празднования Дня независимости, но они также являются чудом современной науки и техники. Читайте дальше, чтобы узнать науку о фейерверках, которые вы увидите сегодня по всей стране.
1. Химическая формула для фейерверков была изобретена случайно. Когда-то в 10 веке китайцы начали делать фейерверки с порохом (первое известное химическое взрывчатое вещество было обнаружено совсем недавно). Но ученые считают, что изобретатели нашли химическую формулу для пороха - серы, угля и калийной селитры или селитры - во время попыток создать эликсир бессмертия. Со временем китайцы разработали широкий спектр фейерверков, которые производили различные типы визуальных эффектов, и пиротехник стал уважаемой профессией в китайском обществе.
2. Фейерверки предназначены для того, чтобы не взрываться. Неожиданно химики разрабатывают фейерверки так, чтобы они горели как можно медленнее, а не быстро. Более медленное горение означает, что фейерверк будет производить визуальный эффект в течение более длительного промежутка времени, который охватывает большую область неба. Чтобы достичь этого, используемые химикаты для топлива и окислителя - как правило, такие металлы, как алюминий или магний для топлива, а также перхолаты, хлораты или нитраты для окислителей - имеют относительно крупную зернистость в диапазоне от 250 до 300 микрон, что примерно равно песчинка. Кроме того, химики избегают тщательного смешивания топлива и окислителя, что затрудняет их сжигание.
Пеллеты, упакованные внутри фейерверков, содержат химические вещества, которые дают яркие цвета, которые мы видим в небе. (Wikimedia Commons) 3. Разные цвета производятся разными химикатами . Яркие цвета, видимые при взрыве фейерверка, являются результатом пиротехнических звезд - гранул химических веществ, которые генерируют определенные цвета или производят искрящие эффекты при сжигании. Когда взрывной заряд зажигается, основное топливо взрывается первым, передавая энергию химическим веществам-красителям, что побуждает электроны этих химических веществ переходить в возбужденное состояние. Затем, спустя несколько мгновений, когда химические вещества-красители охлаждаются и электроны возвращаются в свое базовое состояние, они выделяют дополнительную энергию в виде яркого излучения, когда они летят по небу. Конкретный цвет зависит от химического вещества: соединения со стронцием и литием горят интенсивным красным, кальций - оранжевым, натрий - желтым, барий - зеленым, а медь - голубым.
4. Фейерверк фигуры производятся с умным дизайном . Чтобы получить фейерверки необычной формы, такие как двойные кольца, сердечки или звезды, технические специалисты упаковывают топливо и химические вещества-красители в трубу в различных формациях. Центральное ядро топлива, окруженное кольцом гранул, произведет круговой фейерверк, в то время как двойной слой гранул создаст двойное кольцо в небе. Если гранулы смешать вместе внутри с топливом, цветные полосы будут распространяться вместе из центральной точки, как в схеме «дерево ивы». Для особенно сложных образований, таких как сердце или звезда, гранулы красителя приклеивают к листу бумаги желаемой формы. Когда топливо сгорает, оно поджигает бумагу, отправляя красители в том же порядке.
5. Фейерверки загрязняют. Несмотря на все забавные шоу фейерверков, у них есть обратная сторона. Ранее мы писали о том, как пиротехника может пугать и даже убивать популяции птиц. Они могут также нанести вред дикой природе более коварным образом - путем введения тяжелых металлов, серно-угольных соединений и перхолата в местные водоемы. Фейерверки часто запускаются над озерами и реками, и эти побочные продукты сгорания могут со временем нанести вред водным экосистемам. Воздушные загрязнители могут также затронуть людей, особенно страдающих астмой.
