为什么火焰通常是橙色的
我们看到了不同颜色的火焰:壁炉里燃烧的木柴有黄色、橙色、红色、白色和蓝色的火焰。火焰的颜色取决于两个因素:。〔1002〕〔1000〕为了了解温度与颜色的关系,先看电炉。通电前,电炉上的线圈冷且黑。现在假设你想做汤。当你打开电炉时,线圈开始加热,慢慢变成暗红色。随着线圈温度越来越高,它变得越来越红。最后,当达到最高温度时,线圈变为亮橙红色。
当然,电炉本身没有燃烧,线圈也没有着火。他们只是越来越热了。如果能将它们加热到更高的温度,它们的颜色变化可能会更显著。它们会先变黄,然后变白,然后变蓝,而不是保持橙红色不变。蓝色实际上表示最高温度。
火焰颜色的原理与上述类似。以蜡烛的火焰为例。在蜡烛燃烧过程中,火焰有几种颜色。
燃烧过程需要氧气。如果火焰上覆盖着一个小罐子,火焰将因缺氧而熄灭。因此,当蜡烛燃烧时,火焰底部附近的位置由于氧气减少而变得更暗。靠近顶部的火焰外层有足够的氧气,因此这里的火焰是旺盛的,颜色是最亮的。随着燃烧的灯芯越来越短,蜡熔化,颗粒飞溅,微小的碳颗粒飞出。这些物质被燃烧成小的碳碎片,然后随着火焰飞走。这些碳颗粒非常热,热到足以发光,就像电炉上的线圈变红一样。
事实上,这些碳颗粒的温度高于电炉上线圈的温度,因此它们不会发出红光,而是发出黄光。这就是为什么蜡烛的火焰大多是黄色的。蜡烛芯附近的火焰是蓝色的,因为这里的温度更高。
我们可以在壁炉或篝火上看到更多的颜色。柴火比蜡烛火焰凉,所以看起来更橙色。但我们之所以能看到黄色,是因为一些非常热的碳颗粒会呈现黄色。烟囱里的黑烟就是那些碳颗粒冷却后的样子。
燃烧的木柴中的一些化学成分也会产生不同的颜色。例如,火中有一些钠(这是我们每天吃的盐的一部分),加热时会发出明亮的黄光。火焰中也可能含有钙(我们都知道牛奶富含钙),加热时会发出暗红色的光。此外,如果火中有磷,就会发出绿灯。这些元素可能存在于燃烧的木柴或其他燃烧物质中,因此木柴有更多的颜色。
最后,所有这些颜色可以混合成白光,就像彩虹的七色光可以混合成白光一样。