In den frühen Tagen der Vereinigten Staaten schrieb John Adams an seine Frau Abigail über die Feier der Unabhängigkeit: „Sie sollte mit Pomp und Parade gefeiert werden, mit Shows, Spielen, Sport, Waffen, Glocken, Freudenfeuern und Beleuchtungen von einem Ende dieses Kontinents.“ zum anderen, von jetzt an und für immer. » „Lagerfeuer und Beleuchtung“ beziehen sich direkt auf das, was wir als Pyrotechnik und Feuerwerk kennen.
Ich bin Chemiker und außerdem Präsident der Pyrotechnics Guild International, einer Organisation, die die sichere Verwendung von Feuerwerkskörpern und deren Verwendung hier in den Vereinigten Staaten zur Feier des Unabhängigkeitstags und anderer Feste im Laufe des Jahres fördert. Als Chemiker und jemand, der Vorführungen für Chemiestudenten leitet, betrachte ich Feuerwerk als ein großartiges Beispiel für Verbrennungsreaktionen, die farbiges Feuer erzeugen. Die Erfindung farbiger Feuerwerkskörper ist jedoch relativ neu und nicht alle Farben sind einfach herzustellen.
Frühgeschichte des Feuerwerks
Feuerwerkskörper wurden 200 v. Chr. durch Zufall von den Chinesen erfunden. Aber erst tausend Jahre später entwickelten chinesische Alchemisten im Jahr 800 n. Chr. Feuerwerkskörper. Bei diesen frühen Feuerwerkskörpern handelte es sich größtenteils um helle, laute Gebräue, die böse Geister verscheuchen sollten – keine farbenfrohen, kontrollierten Explosionen. wir sehen heute. Ein weiteres Jahrtausend später fanden die Italiener heraus, wie man Farbe hinzufügen kann, indem man der brennbaren Mischung verschiedene Elemente hinzufügt. Durch Zugabe des Elements Strontium zu einer farbigen pyrotechnischen Mischung entsteht eine rote Flamme; Kupfer, blau; Barium, grün; und Natrium für das Eigelb.
Zu viel oder zu wenig Chemikalien führen zu erheblichen Veränderungen der Temperatur und damit der Wellenlänge der beobachteten Farbe. Die richtige Mischung von Chemikalien erzeugt beim Zünden genug Energie, um Elektronen anzuregen und Licht in verschiedenen Farben auszusenden.
Obwohl die Chemie dieser Farben nicht neu ist, scheint sich jede Generation für die Farben zu begeistern, die den Himmel bespritzen. Mittlerweile haben wir eine große Auswahl an Flammenfarben: Rot, Grün, Blau, Gelb, Lila und Variationen davon.
Jede Farbe funktioniert gleich. Wenn sich verschiedene Elemente entzünden, geben sie Licht unterschiedlicher Wellenlänge ab, was zu unterschiedlichen Farben führt.
Das perfekte blaue Feuerwerk machen
Nicht alle Feuerwerksfarben sind gleich einfach zu erstellen. Ich denke, viele meiner Kollegen in der pyrotechnischen Forschung und Entwicklung würden mir zustimmen, dass Blau die am schwierigsten herzustellende Farbe ist.
Dies liegt daran, dass der Abendhimmel einen Blauton hat, was bedeutet, dass die meisten Blautöne nicht so gut hervorstechen. Wenn Sie versuchen, das Blau heller zu machen, um einen Kontrast zum Hintergrund zu schaffen, kann es verwaschen wirken. Das richtige Gleichgewicht von Kupfer und anderen Chemikalien in der Flamme oder Verbrennungsreaktion erzeugt die beste blaue Flamme in einem Feuerwerk.
Ich habe dies berücksichtigt, als ich versuchte, die beste blaue Flammenfarbe zu kreieren, die ich Pillbox Blue nenne. Es ist gerade hell genug, um sich vom Nachthimmel abzuheben, aber immer noch in einem satten Blau. Ich habe über 20 blaue pyrotechnische Formeln und habe eine gefunden, die diesem schwer fassbaren Farbton sehr nahe kommt.
Eine weitere Schwierigkeit bei der Erzeugung einer intensiven blauen Farbe besteht darin, dass die Chemie nicht einfach ist. Es erfordert eine Kombination aus mehreren Chemikalien und dem Element Kupfer. Wenn sich Kupfer entzündet, werden die die Kupferatome umgebenden Elektronen durch die Flamme angeregt und angeregt. Wenn Elektronen diese Energie freisetzen, erscheint sie Beobachtern als blaues Licht. Jede Farbe funktioniert gleich. Wenn sich verschiedene Elemente entzünden, geben sie Licht unterschiedlicher Wellenlänge ab, was zu unterschiedlichen Farben führt. Wenn Sie also blaue Lichtpunkte sehen, die am Nachthimmel ein Muster erzeugen, sehen Sie tatsächlich angeregte Elektronen, die Energie in Form von blauem Licht freisetzen.
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Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Paul E. Smith, Purdue Universität
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Paul E. Smith ist Präsident der Pyrotechnics Guild International, Inc. Er ist Mitglied der American Pyrotechnics Association, der National Fireworks Association und der International Pyrotechnics Society.