璀璨夺目
绚丽多彩
2025年广州白鹅潭春节烟花汇演
落下帷幕
璀璨烟花绽放珠水鹅潭
照亮了一张张笑脸
定格了一帧帧美好
欣赏完夜空中的火树银花
是否会有疑问涌上心头：
这绚烂的色彩、
百变的造型，
是如何“炸”出来的？
乙巳蛇年第一期《搞边科》，我们一起走进烟花的世界。
至少“炸”两次才成就黑夜的美
大年初一晚8时许，白鹅潭春节烟花汇演准时上演。刹那间，珠水鹅潭上空，百“花”盛放，美不胜收——60米高的红木棉、芙蓉花、荷花等广州特色花卉依次绽放。
2025年白鹅潭春节烟花汇演 特约拍客：李敏清
这么多美到极致的烟花，其结构和化学成分是怎样的？
首先，一枚简单的烟花由外壳、引线和火药组成，而烟花汇演中常见的高空烟花，除了基础结构，还要添加氧化剂、显色剂等。从化学成分看，这些烟花主要包含可燃物、氧化剂、显色剂和增亮剂四大部分。
烟花的化学成分
可燃物：常见为硝酸钾、木炭和硫磺等，燃烧后产生爆炸效果，为烟花提供动力。
氧化剂：主要是硝酸盐、高氯酸盐类等化合物，起到助燃、氧化放热的作用。
显色剂：主要由钠盐、铜盐、钡盐等化合物组成，燃烧时使烟花呈现五颜六色。
增亮剂：主要是镁粉和铝粉，利用镁粉和铝粉在燃烧时产生明亮的白光，使烟花更明亮、绚丽。
从地面出发到完成空中美的绽放，高空烟花至少需要经历两次爆炸，第一次爆炸把烟花弹送上天，第二次爆炸把烟花弹的弹丸炸开，呈现出亮光和色彩。
色彩艳：金属中的电子在跳舞
烟花为什么会有颜色？主要来源于一些金属盐在燃烧时产生的特殊火焰颜色。而这些金属盐，被藏在烟花弹的星体内。
以一种常见的高空烟花——礼花弹为例，剖开一枚礼花弹的外壳，其内部构造从下往上是导火索和炸药，炸药外层还包裹着一圈球形小颗粒，名为星体，人们往星体中加入镁粉（增亮剂）、高氯酸钾（氧化剂）以及金属盐（显色剂）。
礼花弹的内部结构简化图。制图：叶碧君
燃烧时，高氯酸钾作为氧化剂，分解产生大量氧气；镁在氧化剂的帮助下发出强烈的白光；金属盐在灼烧时，通过焰色反应呈现出特殊的颜色。
从微观角度看，烟花之所以能“炸”出颜色，是因为金属或其化合物燃烧时，原子中的电子吸收能量，从低轨道跃迁到高轨道，但这状态不稳定，电子很快又从高轨道跃迁回低轨道，电子这样跳来跳去，多余的能量就以光的形式释放出来。
2025年白鹅潭春节烟花汇演 特约拍客：吴庭峰
那具体可呈现什么颜色的光？要视乎加入什么金属盐。不同金属元素都有其独特的发射光谱，燃烧时就呈现出不同颜色。
红色的烟花中一般添加锶盐和钙盐；黄色的烟花中主要添加钠盐；紫红色的烟花中主要添加钾盐和锂盐；绿色的烟花中主要添加铜盐和钡盐。
值得注意的是，有一些颜色的调制还格外复杂，比如烟花届的“蓝色妖姬”，为了获得纯度高的蓝色火焰，需要加入氧化铜、碱式碳酸铜等多种化学物质；紫色的烟花，通常要用锶盐（洋红色）和铜盐（绿色）混合而成。
造型佳：从平面到立体应有尽有
至于烟花的造型，则与烟花弹内弹丸的大小、星体的排列以及燃烧时间等组合有关。另外，现代烟花设计中还使用了计算机模拟和精密控制技术，以实现更加复杂和精确的烟花效果。
例如，球形的弹丸外壳可能会导致较为均匀的球形烟花，带有凹陷或凸起的外壳则可能产生星形或菊花状的效果；星体排列成心形则可能产生心形的效果；燃烧时间和距离更长，火光熄灭前因重力下垂，就会变成柳树型等等。
2025年白鹅潭春节烟花汇演 特约拍客：吴庭峰
进阶的操作，可使用特殊的模板或遮挡物，在烟花内部形成不同区域，依次爆炸后能实现特殊形状或者字样。例如可以在烟花弹弹丸中插入硬纸片，让星体排列出笑脸；在烟花弹下方加装固定方向的装置，再排成“喜”字样等等。
此外，也可以将单个烟花作为矩阵点，多个同时发射再组合，例如2008年北京奥运会开幕式中的大脚印，就是通过这样的方式组合呈现的。
资料图：2008年8月8日拍摄的天安门广场上空燃放的北京奥运会开幕式焰火《历史足迹》上的“脚印”。新华社记者郝远征摄
从平面到三维立体，从单点到矩阵发射再组合，烟花造型不断“卷”出新高度，而这正是人类对美、对艺术追求的缩影——永无止境地突破边界，以创新与想象力点亮寂静的夜空。
乙巳蛇年已至
祝愿大家
生活如烟花造型般多姿
收获如烟花色彩般多彩
新的一年
你有什么愿望呢？
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参考资料：科普中国、广州日报以往报道、广东科技头条、浪潮工作室等
广州日报媒重点实验室出品
统筹/徐梅花、陈婷婷
文/叶碧君
图/特约拍客：吴庭峰、李敏清
【视频】
视频/郑洪达 罗知锋 陈铭曦 王钰舜 苏俊杰 王文宇
文/广州日报新花城记者：钟达文
协助：高凯珅、陈薇薇、吴多、廖靖文、龙乐乐、杨朝露
广州日报特约拍客：吴庭峰、李燕萍、何茜蕾、黎裕衡、黄国华、李敏清、郭建强、黄珑、梁广辉、叶建中、孙晓茵
（视频摄制特别鸣谢：广州港集团金航游轮、华润置地广佛公司-白鹅潭华润置地中心）
广州日报新花城编辑：叶碧君
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