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按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,“,”,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,“,”,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,組員:魏湞晏,張君筠,陳富琪,林睦鈞,煙火內部結構:,科學大解碼,現今的煙火成分,:煙火是以氧化劑,(,含氧較高,),與還原劑,(,氧化數低,),所混合而成的混合物。,氧化劑:煙火急遽燃燒時,短時間內需要大量氧氣,空氣中的氧不敷所需,必須,有,氧化劑提供大量氧助燃,。,常用,含氧量大的無機鹽類,,,EX,:,含硝酸根、氯酸根、過錳酸根,等,過氯酸鉀或氯酸鉀為較常使用的材料,燃燒劑(主成分),還原劑:黑火藥、石油燃燒劑,幾乎都是,有機化合物,和足量的,碳,及,氫,。,(,燃料,),EX,:木炭、澱粉、有機化合物,金屬燃燒劑:亦於空氣中,氧化的合金,、,金屬粉末,。,發光劑,照明劑:使煙火有較長的,照明時間,與較高的,發光強度,,火燄中必須含有灼熱的固,體和液體微粒。,發光效率與其中含鎂粉的比率有關,,現在最常用的照明,劑配方是含鎂粉,55,、硝酸鈉,40,及合成樹脂,5,。,閃光劑:只含,鋁鎂合金,較為安全,鋁鎂合金,+,過氯酸鉀,效果較佳,要求在,很短的時間(約,0.1,秒)內,產生極大的光度,發色劑:,金屬鹽類,,通常是用,鹼金屬(1A),和,鹼土金屬(2A),。,不同金屬化合物燃燒時會放出不同顏色的光芒,製作煙火的人經過設計,安,排燃燒先後順序,就能產生不同圖案。,常見的,煙火顏色,及,其,對應的金屬離子,助燃劑,催化劑,:,以,過渡元素,作為催化劑,用來改變煙火燃燒的速度,降低煙火燃燒的溫度,。,抑制劑,:,不直接參與燃燒過程的,惰性物質,,將反應過快的爆炸反應滯延時間,。,膠著劑,:常用樹脂和糊精,使各原料粉緊密結合。,發煙劑:遮蔽發煙劑經燃燒產生氣溶膠,,吸收與散射光線,。,有色發煙劑,形成各種,有色煙霧,,主要原料有,.,黃磷、赤磷、六氯乙烷、,鋁粉、氧化鋅、染料等。,花火劑,可燃物:有絢麗的,色彩,及強烈的,亮光,和,聲響,。,一般採用鋁粉、鐵粉、硫和木炭粉等,聲響劑:含有,氯酸鉀,與,沒食子酸,或,過氯酸鉀,與,苯甲酸鉀,,以增加聲響。,反應原理,煙火中含有,氧化劑,和,燃料,,火藥點燃後,,氧化劑以很快的速度氧化燃料,,,反應大量放熱,,使得燃燒劑、助燃劑、發光、發色劑燃燒。,整個過程為一系列,氧化還原作用,、,熔化,、,氣化,、,晶體結構改變,,將釋出的,化學能轉為光能,,反應溫度需達,3000 K,以上,因此以反應後能產生高熔點的固體生成物之無機鹽作為燃料,以適當比例混合氧化物。,焰色的產生,煙火顏色源於,金屬鹽在高溫下,,原子核外,電子,吸收熱能而躍遷處於激發狀態,(,激發態,),,高能階的電子不安定又以輻射線的方式放出能量回到低能量軌域,(,基態,),。,由不同能階轉移至另一能階所放射的,光波長,不同,其能量變化,E=h=hc/,若此能量在,可見光區,(原子能階差在可見光區:波長介於,400700 nm,),因此肉眼可見不同焰色。,煙火的顏色是,原子光譜,、,放射光譜,、,吸收光譜,及,軌域能階量子化,等因素,這牽涉到原子、分子結構及量子化學的範疇。,可見光區,的譜線稱為,巴耳末系列,,是從高能階,(n=3,、,4,、,5),回到,第二能階,(n=2),時放出的光線,波長介於,400700 nm,氫原子光譜,原子光譜,(,atomic emission spectrum,)是由原子中的電子在能量變化時所發射或吸收的一系列光所組成的光譜。原子光譜的不連續表明了電子的能量是量子化的,對原子光譜的研究是探索原子核外電子排布的重要方法之一。,黑體輻射,指,黑,體,發出的,電磁輻射,換一個角度來說:所謂黑體輻射其實就是,光,和,物質,達到平衡,所表現出,的現象,。物質達到平衡,所以可以用一個,溫度,來描述物質的狀態,而光和物質的,交互作用,很強,如此,光和光之間也可以用一個,溫度,來描述,。而描述這關係的便是,普朗克分布,(,Plank distribution,)。,黑體輻射,能量,按,波長,的分布,僅與,溫度,有關。,煙火對我們生活的影響,放煙火時,燃燒使火藥爆炸而產生懸浮粒子、二氧化硫、氮氧化物、多環芳香烴、一氧化碳,二氧化硫:是一種,無色刺激性臭味,的氣體,對於我們的眼睛以及支氣管都會造成傷害;,溶於水後則產生具有腐蝕性的,亞硫酸,,與雨水結合則變成所謂的,酸雨,。,氮氧化物:為一氧化氮和二氧化氮的合稱。,二氧化氮 具,刺激性,的味道及,紅棕色,的氣體,刺激人的眼睛、鼻子及肺部,造成,支氣管炎,甚至嚴重肺癌,也是造成,酸雨,的因素。,形成空氣污染常見的,光化學煙霧,,在平流層中累積則會,與臭氧反應,,使其濃度降,低,導致,臭氧層損壞,。,一氧化氮:是,無色無味無臭的氣體,,因為碳的不完全燃燒,,阻擋了氧與血紅素的結合,,造成,一氧化碳中毒。,懸浮粒子:直徑小於或等於,2.5,微米的懸浮粒子稱為,細懸浮粒子(,PM,2.5,),散布在空氣中,含有,氧化物礦物,和其他成分,因為,顆粒小重量輕,,容易吸進呼吸道中,,夾帶著其他的污染物質進入肺部,造成肺部的傷害。,現在,,許多研究已證實,懸浮粒子,會對,呼吸系統,和,心血管系統,造成傷害,導致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和過早死亡。,
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