每年春节前夕,烟花燃放都会成为人们关注的焦点。中国是烟花爆竹的发明国,也是世界上最大的烟花生产国和出口国。国内烟花表演有着深厚而悠久的历史。 2021年,我国烟花爆竹出口总量达32.3万吨,同比增长19.2%,产量远超美国、日本、英国等烟花爆竹生产国。
烟花,又称焰火、焰火、焰火,是用烟火粉制成的娱乐产品。燃放烟花爆竹可以带来震撼的视觉效果,增添节日气氛,将文化艺术活动推向高潮。人们也对烟花表演寄予了最美好的祝愿。自古以来,烟花在祭祀、庆典、祈福等重大活动中都发挥着不可或缺的作用。这和我们国家的文化观念有很大关系。古人认为,火焰可以驱除厄运,火花是喜事的征兆,声音可以吓鬼,徐徐升腾的烟雾象征着阳气上升,生活繁荣。烟花在爆炸的瞬间同时聚集火、光、声、烟等多种效果,与古人辟邪、避难、祈福的初衷完美融合。
虽然这只是一种迷信,但烟花的魅力早已深入人心。除夕之夜,放烟花爆竹已逐渐演变为中国三大民俗(放烟花、吃饺子、看电视)之首。午夜时分,出发规模达到高潮,千家万户共同参与。此时民间俗称“迎神”。新的一年开始了。
从科学的角度来看:烟花的效果是如何达到的?要了解这个问题,我们首先要了解烟花的成分。烟花主要由火药、灯珠、烟花弹和导火索四部分组成。其中最关键的就是火药和光珠。前者负责提供巨大的爆炸动能,后者负责令人眼花缭乱的视觉效果,这也是烟花的“灵魂”。
烟花的绚丽色彩来自于金属的火焰反应。常见的颜色有红、橙、绿、黄、白等。火焰反应的本质是电子的跃迁。当金属或其化合物燃烧加热时,原子核外的电子吸收能量并跃迁到更高能级的电子轨道。此时电子的性质不稳定,很容易再次耗散能量,回到原来的状态。因此,低能量轨道会产生不同波长的光,对应于不同的颜色。例如,铜化合物燃烧时呈绿色或蓝绿色,具有梦幻般的效果。
火焰颜色反应为烟花设计师提供了丰富的灵感。例如:根据火焰颜色反应,红色烟花至少有三种设计方案。第一个选择是选择金属锂。反应颜色为紫红色。相应的金属盐可以是碳酸锂或氯化锂;二是选择金属Sr作为显色金属,反应颜色为品红色,对应的化合物通常为碳酸锶;三是选用金属Ca,反应颜色为砖红色。相应的化合物是氯化钙。设计师选择不同的金属盐来达到相应的视觉效果。
影响烟花效果的另一个因素是烟花的呈现方式和火的形状。这也是最考验设计师智慧的地方。烟花表演的亮点在于烟花形状复杂多变。如果都是同样的烟花,整个表演就会显得乏味。因此,专业的烟花表演会安排不同呈现方式的烟花,如旋转、喷射、吐珠、腾空、烟雾等。烟花弹的形状也多种多样,有蝴蝶形、菊花形、大丽花形等。以及流星雨、瀑布造型,大大提升了烟花的观赏品质。
这么多的招数是怎么做到的呢?关键在于火药的比例和光珠的排列,决定了烟花的持续时间、爆炸的速度和最终的火型!烟花的爆炸过程是从导火索被点燃,效果片被送入高空,然后点燃起爆药开始的。光珠从内向外爆开。每个光珠根据排列以放射状图案快速散射。发出耀眼的光芒。
爆开的光珠既有亮度,也有颜色。点燃的镁粉或铝粉提供亮度,金属盐提供明亮的颜色。大型烟花的内部结构更为复杂。比如上图中:灯珠和火药分内外三层排列,每层灯珠中含有不同的金属盐。燃放时,导火线由外向内推进,三层光珠依次点燃,不仅增强了烟花形式的多样性,也丰富了燃放序列的层次感。
中国最震撼的烟花如果说烟花表演是一门艺术,那么中国就有一个人将这门艺术的魅力发挥到了极致。他就是中国第一烟花表演者:蔡国强。 1957年,蔡国强出生于福建泉州的一个书香世家。他从小就对烟花有着浓厚的兴趣。一次偶然的机会,蔡国强接触到了烟花爆竹的制作,他立志深入研究烟花爆竹的机理,并亲自制作了大量的烟花爆竹。 20世纪80年代,蔡国强开始以烟花为题材进行艺术创作。他几次差点丧命,但他从未放弃对爆炸艺术的追求。
直到2008年北京奥运会盛大开幕,开幕式前燃放的烟花都是由蔡国强设计的。呈现方式引人注目:29个由烟花组成的“大脚印”一步步从北京天安门广场到达鸟巢体育场。人们从此记住了这位烟花艺术大师。然而,蔡国强对艺术的探索并不止于此。他计划完成一场更加震撼的烟花作品。
2015年,蔡国强带领团队呈现了震惊世界的烟花艺术作品:《天梯》。阶梯烟花的设计思路很独特。它巧妙地利用直径25m、体积6200m3的巨型热氦气球将梯顶拉向空中。底部与地面相连,营造出凡人登天的意境。
该梯宽5.5m,长500m,使用火药500吨。工作人员从梯子底部点燃烟花,梯形火光不断向上蔓延,形成一条明亮的通道,仿佛顺着梯子就能到达仙境。从点燃导火索到结束,持续了大约100秒,但这短短的100秒却震惊了无数观众。国外著名导演、奥斯卡奖得主凯文·麦克唐纳甚至为蔡国强拍摄了一部纪录片《天梯:蔡国强的艺术》,两天观看次数达3000万次,转发量超过100万。
《天梯》的成功让我们看到了烟花艺术的想象力和创新性,表现形式不再局限于传统。这不仅增强了烟花的魅力,还赋予了它们更深的意义。
世界上最大的烟花有多大?如果要说世界上最大的烟花,很多人第一个想到的可能就是日本的松七玉。这枚烟花被吉尼斯世界纪录认定为“世界上最大的空中烟花炸弹”。
2014年10月11日,日本埼玉县在第13届红潮花火大会上举行烟花表演。最后的演出是“Shoshishakutama烟花”。这枚烟花的直径达到了105厘米,重量为464.86公斤。超过了此前418公斤的烟花重量记录。这烟花的爆发力也是非常惊人的。升空后最高点距地面907m,比日本东京千禧塔(840m)还要高。烟花中心点距地面533m。完全绽放时,整个烟花弹壳的直径达到748m。照亮整个夜空。
四尺玉在日本花火分级中被指定为40号玉。它的规格在日本烟花排行榜上名列前茅,完全碾压了150m和300m(烟花弹直径)的5号玉和10号玉,但这还不是世界上最大的烟花! 2017年12月31日,美国格劳奇烟花公司与阿联酋联合制作了一个直径约142厘米、重量为997公斤的巨型烟花球。尺寸和重量远远超过日本石首玉烟花。
烟花用时13.1秒发射到最高点,最高高度达到1127m,相当于上海东方明珠塔高度的2.4倍。这个巨型烟花由390颗彗星烟花组成,长度为100毫米。烟花中间呈现出绿色的微光,周围的彗星烟花逐渐从白色变成鲜红色,效果令人惊叹。来自世界各地的游客预订了烟花门票,一万多名观众共同见证了吉尼斯世界纪录的诞生。这是世界上最大的烟花吗?不幸的是,事实并非如此!因为2020年2月,美国科罗拉多州的烟花表演再次打破了“空中最大烟花”的世界纪录。这次的烟花重量达到了1270kg,直径达到了1.57m,仅炮弹的厚度就有17cm。烟花看起来就像一个圆形的重磅炸弹!
这款烟花内部充满了380个独立的烟火块,堪称烟花界的庞然大物。为了将这个巨大的烟花送上天空,研究团队不得不在地面上建造一个宽1.5m、深8m的巨型发射管。在众人的注视下,烟花缓缓升起,爆炸瞬间染红了天空,照亮了整个雪坡和山脚下的村庄。
由于效果太过震撼,美国媒体表示,现场已经不能用烟花表演来形容,而更像是“超新星爆炸”!当然,这可能还不是最大的烟花,更大的烟花永远在路上。