互动科普

过年放鞭炮习俗的来历就不多说了，既然能延续这样的习俗，就有它现实的需要。燃放鞭炮的确能给人声、光上的强烈刺激，带来喜庆和欢乐。人们为生计辛辛苦苦忙了一年，春节家人团聚，放放鞭炮烟花，喜的庆贺，忧的排解，无论喜忧，都一笑释然。

鞭炮烟花的材料主要是火药。火药是中国老祖宗在1000多年前的唐代“玩”炼丹术时偶然发明的，把硝石、硫磺、木炭之类混合在一起遇火会猛烈燃烧，由此发明了黑火药。据说我们先人发明了火药后主要用在制作鞭炮，为此还受到一些后人的责难：为什么早不用来制造火器枪炮？这也显示出中国古人的一种胸怀。到了宋代，火药的使用已经比较普及了。在民间各种重大活动中，尤其是春节里，燃放爆竹、烟花成为必不可少的项目，并一直延续下来，成为中国传统文化的一部分。

火药的原理其实很简单，就是燃料的快速燃烧，以致形成爆炸的效果。一般燃料（可与氧气进行化学反应的物质）的燃烧是靠空气中的氧气助燃的，氧气不断供给，燃烧得以不断进行。若燃料与氧气充分混合，遇合适的温度就会发生爆燃。火药就是由燃料和氧化剂（助燃剂）混合在一起做成的，一般不需要空气中的氧气助燃，引燃就会爆炸。

爆竹是利用火药的爆炸产生声响和光亮达到特殊效果的。爆炸引起空气猛烈振荡，因而产生巨大的声响。鞭炮是把火药包裹在纸筒中，两端封紧，火药点燃后在纸筒中快速燃烧，产生大量气体，达到一定压力后，纸筒炸裂，带来强烈的冲击，发出巨大响声。理论上，火药越多，两端绑紧的纸管越结实，声响越大（但过于结实，火药就无法完全燃烧了）。爆竹主要分为单响、双响和鞭等，以发声为主。其中比较好玩的一种是双响炮，俗称“二踢脚”。它在纸筒中的火药被分隔成两层，底端堵得不严，留有“后门”。燃放时直立起来，点燃引信（导火索），下层火药首先爆炸，产生气流，伴随响声冲出底端，这时，二踢脚像一枚火箭冲向高空；与此同时爆炸点燃了通往上层密闭火药的引信，恰好在二踢脚到达最高点附近时炸响，效果极佳。

鞭炮主要是发出响声，使人愉悦。而烟花则能让人不但赏心，还可悦目，是目前节日燃放的主要品种，大型的节庆日就更不用说了，烟花燃放已成为固定节目。烟花做起来相对复杂，成本也高，但由于声响、光色、造型千变万化，效果引人入胜，所以比较流行。

烟花的品种五花八门，燃放的造型也千变万化，但结构大同小异。一般都由炸裂火药（颗粒或粉末状）和燃烧火药（一般做成球形）构成，在空中爆炸的还需发射火药，这几种基本火药的功能不同，配方也不一样。一般先引燃炸裂火药把烟花结构炸开（或把燃烧火药定向喷出），接着燃烧火药四散燃烧，呈现各种造型和不同光色。现代烟花火药的配方主要由燃料、助燃剂、发光剂以及一些阻燃物组成。将这些物质按照不同效果的需要按不同的比例混合起来，就制成了烟花用的火药。

礼花弹

烟花绚丽主要体现在燃烧的火药成分和配比，当这种火药被点燃时，助燃剂（主要是高氯酸钾）放出氧气，使燃料（如硫磺、木炭、淀粉、糖、橡胶等）剧烈燃烧产生高温，使发光剂（主要是金属化合物）加热，就会发出各种颜色的光了。而阻燃物的作用主要是控制燃烧速度，也就是控制烟花在天空中持续的时间。另外，火药中还可能掺入一些金属粉末（主要是镁和铝）。它们不但可以燃烧产生高温，同时也会发出银白色的耀眼光芒。

烟花的五颜六色主要是在火药中掺入不同的金属化合物得到的，在高温下，不同金属原子会发生不同的焰色反应，发出特定颜色的光。我们都有经验，把食盐在火上烧会发出钠独有的黄色的光，所以想要黄光就在火药中加入点草酸钠、氟化钠、冰晶石或硅氟酸钠等；而要红光用硝酸锶、碳酸锶、草酸锶等；要绿光就用氯酸钡、硝酸钡等；蓝光用碳酸铜、孔雀石等⋯⋯有了这些颜色，自然不难配出各种色彩来。甚至在一个火药球的内部、中间和外部分别加入不同的金属化合物，燃烧起来就会变色，煞是美丽。

礼花弹的火药配方和内部结构可以根据设计者的构思而变化，并创作出变化无穷的奇妙造型，它可以说是科学与艺术相结合的产物，可以尽情地发挥人类的想象力。这也正是世界上有许多业余烟花爱好者痴迷于此的原因。

过节期间燃放烟花爆竹虽然喜庆，但其原料是极具破坏力的火药，一定要按燃放规则操作，否则有可能带来伤害或火灾。烟花制作更是高危活动，没有专业知识不可轻易尝试。 

（本文发表于《科学世界》2013年第2期）