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