花火の科学

花火について学ぼう！
花火の魅力は？
花火は、
なぜ大きな音が
するのか？
迫力のある音
鮮やかな色彩
なぜきれいな色が
出るのか？
打ち上げ花火の仕組み
花火はなぜ綺麗な色がつくか？
：炎色反応
花火の色はこれらの金属化合物を火薬に
混ぜることで作られる
実際に炎色反応を見てみよう！！
炎色反応の原理
励起
金属原子
熱エネルギー
エネルギー高い・不安定
原子（元の状態）
光エネルギー
（原子によって異なる）
鮮やかな色彩
熱エネルギーから光エネルギーへの変換
炎色反応の原理：原子を熱すると
励起（エネルギーが高い）
電子が移ること
色となって見える
原子を熱すると結合が弱くなり
電子が外側に移る
しかし、すぐにもと位置に戻る
電子が動いた様子（1000億分の１センチくらい）
が人の目には色として見える
花火はなぜ
大きな音がするのか？
燃え方の違い
速い燃焼と遅い燃焼
炭火の燃焼：遅い燃焼
C + O2
CO2
火薬の燃焼：速い燃焼
C + 2 KNO3
Cをすばやく燃やす働き
CO2 + 2KNO2
アルコールランプ
アルコールロケット
時間
100のエネルギーを100秒で出す・・1秒当たり1のエネルギー
100のエネルギーを1秒で出す・・・1秒当たり100のエネルギー
100のエネルギーを0.1秒で出す・・1秒当たり1000のエネルギー
短い時間で一気に燃えた方が、単位時間（たとえば1秒）
あたりのエネルギーは大きくなる。
速い燃焼 → 単位時間あたりに非常に大きなエネルギー
単位時間あたりに非常に大きなエネルギー
空気の動きは？
大きな
エネルギー発生
（熱エネルギー）
空気に伝わる
（空気が素早く動く
：運動エネルギー）
大きな音
爆風
空気がぶつかり合う
大きな音・爆風の原理
空気の粒子
運動エネルギー
火薬の燃焼
熱エネルギー
大きな音（音エネルギー）
爆風
熱エネルギーから運動エネルギーへの変換
花火の科学
なぜきれいな色が
出るのか？
炎色反応
目に見えない電子の動き
が色に
花火は、
なぜ大きな音が
するのか？
燃え方の違い
速い燃焼と遅い燃焼
爆風と大きな音
エネルギーの変換
熱 → 光
熱 → 運動

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