文史百科烟花历史及原理

Posted 2022-12-18 历史

篇首语：非淡泊无以明志，非宁静无以致远。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了文史百科烟花历史及原理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

花炮是烟花、鞭爆的统称。

要讲花爆的源流，就得先从鞭爆谈起，而鞭爆又是从爆竹（又称“爆仗”“爆竿”）演变过来的。

它的整个演变过程，大致可分为烧竹期、硝磺期和焰花期三个过程来说。

一、烧竹期

所谓烧竹期，就是用火烧竹子，发出响声，叫“爆竹”。

我国“爆竹”起源很早，春秋末年政治家范蠡在《陶朱公书》中就有：“除夜烧盆爆竹与照田蚕看火色，同是夜取安静为吉。

”的记载。

（中华书局、巴蜀书社版《古今图书集成》历象汇编岁功典第95卷除夕部杂录2671页

其后三百年左右的西汉时期，文学家东方朔（公元前154年－公元前93年）在他所著的《神异经》中西荒经条记述了一个爆竹驱山魈的故事说：“西方深山中有人焉，身长尺余，袒身捕虾蟹，性不畏人，见人止宿，暮依其火以炙虾蟹。

伺人不在，而盗人盐以食虾蟹。

在深山臊其音自叫。

人尝以竹著火中，爆火朴（pu－竹子爆裂声势而出，燥（山魈）皆惊惮……。

”(见万有文库本《旧小说》)

南北朝梁时（公元502－557），宗懔在《荆楚岁时记》中也有：“正月一日……鸡鸣而起，先于庭前爆竹以辟山燥（xiao同魈）恶鬼，”的记载。

宋代李畋在他著的《该闻录》中也记有一个爆竹驱鬼的故事：“李岐邻叟家，为山魈所祟，岐令除夕聚竹数十根于庭，焚之使爆裂有声，至晓乃寂然。

”（见《古今图书集成》岁功典除夕部2670页）以上记载说明，我国以竹烧爆的“爆竹”已有二千多年历史，古时就已有元旦或除夕用“爆竹”驱邪的习俗。

关于爆竹的事，唐宋诗人颇多咏述，如唐刘禹锡（公元772－842）的畲田行一诗中就有：“照潭出老蛟，爆竹惊山鬼。

”之句；薛逄（唐武宗会昌元年――公元841年进士有《元日楼前观仗》二首之作；耒鹄《早春》诗中有：“新历才将半纸开，小庭犹聚爆竿灰。

”之语。

到了宋代诗人咏及此事的就更多了。

如王安石有：“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏。

”的名句；苏东坡有：“爆竹惊邻鬼，驱傩逐小儿。

”之语；杨万里有：“夜半梅花添一岁，梦中爆竹报残更。

”等等。

在《三山志》中还记载了张浚（1097――1164宋代大臣，1135任宰相）和郑樵（1103――1162史学家）的有关趣事说：“张丞相浚为帅日，除夕，莆人郑樵客郡中（指福州）与观火爆，丞相命赋诗，给竿字为韵，樵即中占云：

驹隙光阴岁已残，千门竹爆竞团园。

烧成焰焰丹砂块，碎尽琅琅碧玉竿。

唤转韶光新景燠，辟除恶魅旧时寒。

主人从此占佳瑞，再入为霖洒旱干。

该志还说：“州人除夕以竹著火，烧爆于庭中，儿童当街烧爆相望，戏呼达旦，谓之烧火爆。

”（均见《古今图书集成》岁功典）

以真竹着火的爆竹，究竞烧到什么时候呢？南宋诗人范成大（公元1126――1193）给我们留下了诗作为证。

他在《腊月村田乐府十首》《爆竹行》中云：

岁朝爆竹传自昔，吴侬政用前五日。

食残豆粥扫罢尘，截筒五尺煨以薪。

节自汗流火力透，健仆取将仍疾走。

儿童却立避其锋，当土皆击地雷霆吼。

一声两声百鬼惊，三声四声鬼巢倾。

十声百声神道宁，八方上下皆和平。

却拾焦头垒床底，犹有余威可除疠。

屏除药裹添酒杯，昼日嬉游夜浓睡。

诗中不但生动形象地描绘了当年烧爆竹的情景，还告诉我们当时的爆竹是：“截筒五尺煨以薪”的。

这证明至少在范成大在世这段时间里的爆竹，还是以真竹着火的爆竹。

可见真竹着火爆竹子至少烧到了南宋。

二、硝磺期

竹筒充销和卷纸裹硝的爆竹，其主要原料一是纸，二是硝磺配制而成的黑色火药。

纸是在东汉元兴（公元105年）蔡伦推广大量制造的。

硝磺是什么时候发现？又是什么时候配制成黑色火药？

硝在古书里叫消石、硝石、火消、焰硝、又叫芒硝、苦硝、地霜、生硝、北帝玄珠等等。

《大学衍义补》火攻论中说：“硝之名见于本草，汉张仲景（张生长在东汉末，公元220年以前。

――编者）方论中已用为剂，则是汉时已有矣。

”就是说硝在东汉时，公元220年以前就已发现和被人们利用了。

磺发现于何时？春秋战国（公元前600年）时，有一个叫范子计然（越国葵兵濮上人）说过，“硫磺出汉中”西汉刘安的《淮南子》（公元前120年前后）一书中，就有硫磺的记载。

东汉的《神农本草经》也记有“能化金银铜铁奇物”（磺）之说，许会林在《中国火药火器史话》中说：“大约在西汉年间（公元前202年至公元8年）湖南就发现了丰富的硫磺矿，以后在山西、河南等省也陆续发现。

”从这些历史记载中，足以说明我国的硫磺在汉朝就已发现了。

但是，这只是天然硫磺，要炼成制造火药的硫磺，还要有一个过程。

明代科学家宋应星（江西奉新人公元1587年）有《天工开物》一书中说：“硫磺是在焙炼铁矿时，分解后冷凝而得到的液体，再凝固时，便成硫磺。

”这就是说，硫磺矿物，要经过高温冶炼，才能成为制造火药的硫磺，而火药的发明是来自道家炼丹术士的系统。

我国炼丹术起源很早，自战国到汉初，就很盛行。

到两晋南北朝时，就出现了炼丹术士葛洪、陶弘景等人。

葛洪（公元284年至364年）在他的《抱朴子》一书中，就有三篇专门讲炼丹的蓍作。

隋末唐初有名的医学家孙思邈（公元581年至682年）也是有名的炼丹家。

蓍有《丹经》一书，人们认为火药是他发明的（后有人考证，该书是孙思邈死后七十六年才成书，怀疑不是他的著作）。

中唐（公元850年前后）郑思远在他的《真元妙道要略》一书中，就提到了火药。

其后此宋曾公亮、丁度等人在康定元年（公元1040年）开始编纂的《武经总要》一书中，记载了三个火药西文配方。

上述这些记载，充分证明，火药是中唐（公元750年前后）发明的，也就是说从硝磺的发现到配制成火药，这个过程至少在五百年以上。

至于以纸筒裹硝制成的鞭爆烟花，那是以后的事了。

不过根据《武林旧事》的记载，我国的爆竹，到南宋已由烧竹进入到竹筒充硝，再进入纸卷裹硝的硝磺期了。

随着火药的发明烟火不久问世，使爆竹进入了烟火期。

三、烟火期

烟火也称“焰火”、“烟花”，现在有的又称“礼花”。

中国的烟火发明也较早，恩格斯说：“在中国，还在很早的时期就用消石和其他引火剂混合制成了烟火剂，并把它使用在军事上和盛大的典礼中。

”（见1964年版《马克斯恩格斯全集》第十四卷193页《炮兵》一文）

据《乾淳岁时记》和《武林旧事》的记载：“宫漏既深，．始宣放烟火百余架，于是乐四起，烛影纵横，而驾始还矣。

”

《后武林旧事》也记有宋孝宗观海潮放烟火的情景说：“淳熙十年（公元1183年）八月十八日，上诣德寿宫，共请两殿往浙江观潮……管军命于江面分布五阵，乘骑弄旗，标枪舞刀，如履平地。

点放五色烟炮满江、及烟收、炮息，则诸船尽藏，不见一只。

”

宋理宗（公元1225年至1264年）时，周密在《齐东野语》中也记载了当时皇宫观看烟花的故事：“穆陵（即理宗）初年，尝于上元日（正月十五日）在清燕殿排当，恭请圣太后，既而烧烟火于庭，有所谓“地老鼠”（一种花爆名）者，径至太母圣座下，太母为之尺惶，拂衣径起，意颇疑怒，为之罢宴。

穆陵恐甚不自安，遂将排办艺巨王当（负责的宦官）陈询尽监系听命。

黎明，穆陵至陈朝谢罪，且言内臣排办不谨，取自行遣。

恭圣笑曰：“终不成他特地来尺我，想是误耳，可以赦罪。

“于是子母如初焉。

”

这说明南宋时爆竹、烟火已很盛行，并成为皇亲贵族的娱乐用品，进入市场交易了。

到元、明年间，许多诗人、文学家都有有关鞭爆烟花这方面的记述。

如元朝有名的书法家赵孟曾有过赠产烟火者的诗章：

人时巧艺夺天工，练药燃灯清昼同。

柳絮飞残铺地白，桃花落尽满阶红。

纷纷灿烂如星陨，耀耀喧灰似火攻。

后夜再翻花上锦，不愁零乱向东风。

明人刘若愚在《酌中志略》中也记述了当年宫中放烟火情况：“乾清宫丹墀内，自二十四日起至次年正月十七日止，每日昼间放炮，遇风暂止一日半日。

遇圣驾升座，伺候花炮。

”（转引自《古今图书集成》岁功典）

到了清朝中期鞭爆烟花就更加普遍了。

烟花的颜色是由于不同金属灼烧，发生焰色反应颜色不同造成的。

烟花是利用各种金属粉末在高热中燃烧而构成各种夺目的色彩的。

使用不同金属就能产生不同效果，发出不同颜色的光芒

是利用了不同的添加剂，它们的形状、燃点、爆炸性质、产生气体等等因素影响了烟花燃放后的飞行路线，从而形成不同的效果，具体如下：

烟花燃放后为什么会有变化无穷的效果呢？这是利用烟花药剂燃烧时产生的各种烟花效应的结果。

一、发光效果

发光效应是烟花药剂的一种主要效应。

无论是能起照明作用的照明剂，还是能产生亮星的药剂，能产生一闪一熄的效果药剂，它们所产生的烟花效果都离不开发光效应。

利用烟花药品剂燃烧后产生的发光效应，在药剂中如增加金属粉（如铝粉、镁铝合金粉等）在药剂燃烧时即可生成固体和液体生成物，则离解出大量的光能和热辐射，发光强度有数十万国际烛光，温度可达数千度。

烟花药剂就是利用这种发光效应而起到照明作用的。

再利用这种发光作用，可制造出大小不一和形状不同的各种照明灯（弹）。

有的药剂被点燃后除了能产生一定光色外，还能在光截体中喷出许多金黄色或钢色，或是白色的亮星，把这种现象称为“喷波”（或拉波）。

这种现象的产生也是利用发光效应。

当将硬木炭粉或铝粉、铁粉加入药剂中，燃烧后有一些颗粒在光截体中没有完全燃尽被喷出，这些被喷出的颗粒再遇见空气中的氧，就会发生第二次燃烧反应，从而产生不同颜色和一定亮度。

硬木炭粉可产生金黄色小星；铁粉可产生钢兰小星；铝粉可产生白色小亮星，利用喷波的作用，即可制造出各种烟花形象，如可制成金黄色、白色、钢兰色的各种喷花；或能产生乱窜的蝌蚪游水般的零部件（称为曲率）以及翻跟头的部件（称为绣球）等等。

有的药剂被点燃后能强烈地燃烧产生一定亮变和光色，并产生一亮一熄的脉冲现象。

这种效果我们称为闪烁，也是利用发光效应的一种。

在药剂中除了加入金属粉外，还要加入易产生大量的固体和液体生成物的材料。

这样即可使药剂燃烧后，由于有金属粉存在则会产生较高的温度和较大的亮度，当固体和液体的残渣覆盖下一层等待燃烧的药剂时，即会出现低温辐射给人一种熄灭的感觉。

当下一层药剂被点燃后，又会产生高温和较大的亮度。

紧接着又用固体和液体残渣覆盖再下一层的药剂，以此推类，则会出现一亮一灭的现象。

我们利用这种一亮一熄的脉动现象，可制造出有如雪花飘飘、红星闪耀等烟花成品和各种零部件。

大型烟花和空中礼花产生烟花效果时，同观众的眼睛直线距离一般都不少于数十米，甚至数百米，如果它们产生的光色暗淡，则不会收到较好的效果。

这就要求这二类烟花除了光色正确外，还要有一定的亮度。

这也即是说除了要求获得色纯度比较高的火焰外，同时也要利用药剂的发光效应使火焰具有鲜艳的效果，要想获得美丽鲜艳的火焰，也必须加入一定量的金属粉。

二、焰色效应

烟花药剂燃烧时除了能发光外，还要产生不同颜色的火焰。

火焰颜色是由于烟花药品剂燃烧时，它的各组成成分间起了某种化学反应生成了某些原子或分子，这些分子或原子以一定的频率振动，在可见光谱范围内呈现一定波长的谱带或谱线，从而使火焰着色成为有色火焰，这种现象称为“焰色效应”。

根据产生焰色效应的原理，可以制成各种颜色的火焰，其办法即是在烟花药品剂中，加入一些能使药剂燃烧时火焰能染成需要颜色的物质。

例如：红色火焰是利用氯化锶的分子辐射光谱；绿色火焰是利用氯化钡、氧化钡的分子辐射光谱；兰色火焰是利用氯化铜分子辐射光谱。

橙色和紫色火焰则是利用光谱色混合规律而创造出来的，用红色光和黄色光可配成橙色光；用红色光和兰色光可配制成紫色光。

采用这些燃烧后能产生有火焰的药剂，可制成各种色彩鲜艳的发光体（如药柱、药球、药粒），可制成一面旋转一面喷花的转花；可制成被点燃后连续射出各种色彩球的魔术棍；可制成在空中构成非常鲜艳无比、变化无穷的各式各样的花形图案等等。

三、声响效应

某些烟花药剂在某种容器中，被点燃后有的由燃烧转为爆燃而发出闪光的雷声；有的由于产生的气体从喷孔中能发出悦耳的哨声或笛声；有的能产生类似鸟叫或嗡子声音，我们管这种现象称之为“声响效应”。

利用烟花药剂燃烧时能产生声响效应，可制造和设计出许多种烟花零部件和成品。

如将黑火药系列的药剂装在纸筒中，两头压上泥塞的纸筒中，在药剂上边再扦上一根引线，引燃后会产生悦耳的哨子声或笛子声。

如将高氯酸钾和铝粉等混合后装在纸筒中并封闭严实或用几层纸条缠紧成包状，用导火索点燃会产生爆炸声和耀眼的闪光。

利用这些“声响效应”可制成如称为筒雷、包雷、嗡子、小鸟、哨子、笛子等部件，再采用这些部件又可以配成许多种大小烟花和空中礼花，如：小火箭的“响弹”，大型烟花的“百鸟齐鸣”，空中礼花的“雷鸣花开”等等。

四、气动效应

某些药剂燃烧后能产生大量的气体，能使纸制品旋转或升到空中，或连续喷出彩星，或连续射出烟花部件（如彩星、哨子等），或将壳体炸开，这些现象的产生，就是由某些烟花鞭炮药剂燃烧后产生的气动效应造成的。

利用烟花药剂燃烧后能产生的“气动效应”在药剂中加入能燃烧反应剧烈和产生大量气体及有一定燃烧速度的成分，可制成能产生不同烟花效果的喷花、射珠、旋转、火箭、升空等类型的烟花，以及构成各种花形图案的空中礼花。

利用烟花药剂燃烧时产生的气体，由纸管孔中间向外喷射产生的反作用力，可使烟花围绕一个轴心旋转，并喷出彩色的火焰，可制成手持、悬吊、地面等类型的各种小型烟花，也可制成大型的悬挂烟花，可制成用于空中礼花的大小型旋转的部件，并以它们为主体可配制成如“钢花四射”，“彩轮飞舞”等品种的礼花。

利用属于黑火药系列的药剂作喷射药，将它们和许多小药粒混合均匀装入纸管中，药剂被点燃后会产生大量气体，点燃药粒将它们从纸管喷出。

可配制成各种手持类、地面类小型烟花（如“春花怒放”、“凤尾花”等）也可配制成各种大型地面烟花。

利用小粒黑火药或类似的粒状药作发射药，在药剂上边再放上药块或曲率等部件。

当发射药被点燃后会产生大量气体，能将零部件引燃并抛到空中。

有的连续射出单色或多色的彩星；有的一声哨子叫并在空中开一朵小花。

在大小烟花和空中均可采用，例如应用在低空抛射式小型烟花中抛出烟火零部件和手持小型烟花的夜明珠中连续射出彩星。

利用黑火药系列药剂，压装在火箭纸管中，被点燃后会产生大量气体由喷孔中喷出，受空气摩擦产生声响，并使火箭的发射载体飞到空中。

在火箭载体上边再装上药块和喷射药，会在空中呈现一朵小鲜花，如装入一些小炮，会在空中产生炮竹数响。

利用燃烧速度比较快又能喷出小亮星（称为“波”）的有光色的药剂，装在有喷孔的纸管中，被点燃后可喷出一定光色的火花和许多“波”，会在空中形成独特美丽的图案。

应用在制造烟花零部件中可设计成“波曲率”、“绣球”。

并可应用在大小型烟花和大型烟花“红太阳”中的喷花管和小型烟花“金盘玉盏”。

烟花制品有时需要用某些类似猛炸药的专用爆炸药（如稻壳炸药、谷糠炸药、棉籽炸药等）。

这些类似猛爆药性质的专用炸药管，被点燃后能产生大量气体，会炸开制药的外壳，并将在制药中的零部件抛出或点燃，这也是利用烟花药剂燃烧产生气动效应的一种现象，这种烟花的专用炸药广泛应用在空中礼花中，也可用在大小型烟花中。

五、发烟效应

烟花药剂燃烧时能产生发光、焰色、声响和气动效应外，还能产生发烟效应。

在含有氧化剂、可燃剂和有机染料的烟花药剂中，由于燃烧时氧化剂和可燃剂反应放出热量，使有机染料直接升华成蒸气，并在大气中冷凝成为有色烟，这种现象我们称为“发烟效应”。

根据上述产生有色烟的原理，可制成各种颜色的烟云。

加入酞青兰可获得兰色烟；加入碱性嫩黄O可获得黄色烟；加入烟雾红可获得红色烟；加入槐黄和次甲兰可获得绿色烟。

为了获得有色烟，在药剂中只能应用有机染料，不能使用金属可燃物，否则会使染粉分解

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