안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
폭죽은 큰 행사가 있을 때 피날레로 화려하고 아름다운 불꽃을 내며 다양한 색깔을 내며 터져지는 것을 볼 수 있어요. 그 원리에 대해 설명해 드릴께요.
폭죽은 화약의 격렬한 연소 반응과 금속 원소의 불꽃 반응이 결합한 화학 현상입니다.
폭죽 내부의 화약은 질산칼륨 같은 산화제와연황, 숯 같은 연료로 구성됩니다. 불을 붙이면 산화제가 순식간에 엄청난 양의 산소를 공급하여 연료를 격렬하게 연소시킵니다. 이 과정에서 발생한 고온, 고압의 가스가 급격히 팽창하며 통을 뚫고 나올 때 강렬한 소리가 발생하고, 금속 분말의 연소로 밝은 빛이 만들어집니다.
화려한 불꽃 색깔은 화약에 첨가된 금속 원소 고유의 불꽃 반응에 의해 결정되는데, 금속 원소들이 연소열을 받으면 원자 내 전자들이 에너지를 흡수해 불안정한 들뜬 상태로 이동합니다.
이후 전자가 다시 안정된 바닥 상태로 내려오며 흡수했던 에너지를 특정 파장의 빛 형태로 방출하는데, 원소마다 에너지 준위 차이가 달라 고유의 색을 띱니다.
대표적으로 스트론튬은 빨간색, 나트륨은 노란색, 바륨은 초록색, 구리는 청록색을 나타내며, 이들을 조합해 다채로운 색을 구현합니다.
제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.