大家好,今天小编来为大家解答以下的问题,关于为什么火焰有不同的颜色,火焰为什么有三种颜色这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
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火焰为什么是火红的
这是因为跟火的温度有关,如果温度在1000摄氏度一下的时候,我们看到的火焰颜色就是为红色。当我们放烟花的时候,有时候看到的颜色并不是红色,这是因为在原料里面加入了一些特定的元素,特别是对一些大型烟花展来说,有各种各样的颜色,就是在原料中动了手脚。
为什么火焰有不同的颜色
燃烧的颜色主要取决于黑体辐射和发射光谱。
在火箭燃料的反应中,颜色来源主要是黑体辐射,发射光谱的一个典型的例子是焰色反应。
黑体辐射有一个大家更为熟知的名字——热辐射,
常温下,黑体辐射的电磁波主要是红外线,因此肉眼无法看见,黑体辐射也由此得名,高温下的黑体辐射的电磁波会进入可见光频谱,产生有颜色的火焰。
黑体辐射的颜色主要取决于温度,
氧化剂和还原剂的混合程度会影响温度和燃烧速率,从而影响颜色,
较冷的火焰通常是红色的,不过通常火箭燃料的燃料和混合程度是经过精心设计的,燃烧比较充分,所以红色并不多见,
黄色是常见的颜色,这种颜色的温度比红色更高,约1000℃。
发射光谱的能量来源于燃料中的众多高能分子,毕竟能量越高状态越不稳定,
大量高能的分子会释放能量以回到低能量状态,此时释放的可见光谱也将影响火焰的颜色,
根据普朗克-爱因斯坦关系式可知:
释放的能量ΔE=hv,其中h为普朗克常量,v为电磁波频率,
在可见光中,红光的频率最低,蓝紫色光的频率最高,
发射光谱产生的火焰仍然是红色光和黄色光比较常见,能量较低,
蓝绿色光更为少见,因为需要分子从更高的能级跃迁稳态时才能释放这样的能量,通常是由两个碳原子组成的二元碳分子C2激发而成,因此蓝色和绿色的火焰较为少见,这一光谱带有个动听的名字,叫SwanBand,纪念第一个研究这一光谱带的物理学家威廉.斯旺。
在古代,这种较为少见的火焰常常被认为是高级魔法师才能玩转的,参考“哈哈哈哈哈哈哈”系列电影里的火焰。
最终的我们可以看到的颜色很多时候是多种不同能量的不同颜色或颜色带组合。
其中,最好看的一类卫星/飞船/探测器专用的发动机,
由于推力太小,现阶段难以用于火箭,
不过其对燃料的需求很小,并且火焰可以绚烂多彩,
这就是:
离子电推进发动机。
离子发动机分为两种,分别使用库伦力或洛伦兹力推动,对外喷射出的等离子体流,
使用不同的元素做工质会有不同的颜色哦~
目前主流的火箭推进燃料有以下几种:
还原剂:液氢;
氧化剂:液氧;
反应产物是水~蒸~气~
这是最清洁的火箭燃料选择,也是未来火箭燃料发展的趋势之一,不过其推力尚不如煤油-液氧发动机给力。
还原剂:煤油;
氧化剂:液氧;
这是SpaceX的Falcon9
煤油-液氧发动机的尾焰颜色是从黄色渐变到蓝色,温度越来越高,由于煤油燃烧会有少量固体颗粒,因此火焰通常也更加明亮而不透明。
这种发动机是目前大推力火箭最钟爱的燃料之一,
其优点在于无毒和高比冲,
缺点也很明显,不是所有的牛奶都叫XXX,不是所有的煤油都可以用做航天煤油。。。
还原剂:偏二甲肼;
氧化剂:四氧化二氮;
这是火箭发展的早期和中期最普遍的液态火箭燃料之一,
其最大的缺点在于氧化剂和还原剂都有毒。。。
这么毒还不离不弃,因为这种燃料的存储相对稳定,点火方式简单,比冲也让人十分满意。
还原剂:甲烷;
氧化剂:液氧;
这个火焰的温度很高,呈蓝色。
固态燃料:
固体燃料的燃烧产物有大量固体颗粒,所以火焰明亮不透明。
航天飞机固态助推火箭测试,
阿丽亚娜5号火箭的助推火箭选择了类似的固态燃料,主火箭使用液氧-液氢燃料。
固态燃料最大的优点是燃料可以长期存放在火箭里,准备时间短,可以随时发射,这个优点,使得绝大多数的导弹燃料转变成为固态燃料。
不同温度的火焰为什么有不同的颜色
温度越高,电子跃迁的轨道能级越大,电子返回放出的光能越大,波长越短,颜色当然不同
火焰为什么是蓝色和橙色的
火焰的颜色是由温度来决定的纯净的火焰是蓝色的,代表着里面没有杂物质,温度又有1000~2000°C像我们现在,见到过的大部分的火焰都是橙色的,其次是黄色的,还有红色的,是燃烧不充分的结果,温度不会很高,但是也比正常人体的温度要高很多,也会有300~500°C
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