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为什么火焰通常是橙色的?

为什么火焰通常是橙色的?

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2016-06-15

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     我们见过不同颜色的火焰:在壁炉里的 燃烧柴火有黄色、橙色、红色、白色和蓝色 的火焰。火焰的颜色取决于两个因素:火的 温度和燃烧的是什么物质。 为了弄清温度与颜色的关系,就让我们 先来看看电炉吧。
  通电之前,电炉上的线圈 是冷的,黑色的。现在假设你要烧汤,你打 开电炉,线圈就开始变热,慢慢地变成暗红 色。  随着线圈温度越来越高,它也变得越来 越红。最后,当达到最高温度时,线圈变成 了明亮的橙红色。
   当然,电炉本身并没有燃烧,也不是线 圈着火了,它们只是越来越热。如果它们的 温度能加热到更髙,它们的颜色变化就可能 更显著,它们会变成黄色,然后白色,再就 是蓝色,而不是保持橙红色不变。  蓝色实际 上表明温度最髙。
   火焰颜色包含的原理与上述差不多,举 蜡烛的火焰为例,蜡烛在燃烧过程中,火焰 就有几种颜色。 燃烧的过程需要氧气,如果在火焰上罩 上一个小罐子,火焰就会因为缺氧而熄灭。因 此蜡烛燃烧时,火焰内部靠近底部的位置由 于氧气少,颜色就比较暗。
    而火焰外层靠近 顶端的位置氧气就比较充足,因此这里的火 势旺盛,颜色也最亮。随着燃烧的烛芯越来 越短,蜡融化,微粒四溅,并有微小的碳粒飞扬,这些物质都被烧成很小的碳的碎屑,然 后随着火焰飞起来,这些碳粒很热,热到可 以发光,就跟电炉上的线圈变红是一个道理。
   事实上,这些碳粒的温度比电炉上的线 圈还高,所以它们不是发红色光,而是发出 黄光。  这也是蜡烛火焰大部分是黄色的原因。 而靠近烛芯的位置,火焰是蓝色的,因为这 里的温度更高。
   在壁炉里的火焰或是篝火上,我们可以 看到更多颜色。柴火的温度比蜡烛火焰低,所 以它看起来更偏橙色一些。但是之所以我们 能看到黄色,是因为其中有些碳粒,它们温 度很高,会呈现出黄色。  烟囱里的黑烟,就 是那些碳粒冷却之后的样子。
   燃烧的木柴里的某些化学成分也会产生 不同的颜色。比如火中会合有一些钠(这是 我们每天吃的食盐的组成部分),其在加热 时,会发出明亮的黄光。火焰里也可能会有 钙(我们都知道牛奶里有丰富的钙),钙在加 热时会放出深红色的光。
  
    另外,如果火中有 磷的话,就会有绿光。这些元素都可能存在 于燃烧的木柴或是其他燃烧的物质中,所以 柴火的颜色种类就更多了。 最后,所有这些颜色混合起来还可以形 成白光,就好像彩虹的七色光混合起来就能 变成白光一样。

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