A tűzijáték megszínesíti az életünk fontos pillanatait. De hogyan teszi ezt? Mit is látunk az égen a robbanás után?

Egy rakétához sok alkotóelem szükséges. Kell bele robbanóanyag, kell bele égést segítő (oxidáló) anyag, de a leglátványosabb a tűzijáték színeit adó „színezőanyag”.

A színezést most ne úgy képzeld el, mintha festéket raknánk a rakétába. A festék nem tud magától fényes lenni a sötét égbolton. Helyette úgy kell előállítani a színt, hogy az fényesen világítson és betöltse az éjszakai eget. Ez úgy érhető el, hogy már a fényforrás a megfelelő színű. De miből származik a tűzijáték fénye?

Nagyon leegyszerűsítve a robbanásból és az égésből származik a fény. Magát a fényt viszont nem az elégő anyag bocsátja ki, hanem a tűzijátékba helyezett és a robbanás után izzó fémek. Például vas, réz, nátrium, kalcium, kálium. Ezek mind különböző színt hoznak létre.

Minden fémhez egy meghatározott szín tartozik. Ez figyelhető meg a lángfestésnél, és a tűzijátékoknál is. Az alábbi listában láthatod, hogy melyik fém melyik színt tudja létrehozni:

• Vas: arany
• Magnézium: hófehér
• Réz: kék
• Kálium: lila
• Bárium: zöld
• Nátrium: sárga
• Stroncium: bíborvörös
• Kalcium: téglavörös (narancsos)
• Lítium: kárminvörös

Hozzátartozik az igazsághoz, hogy a tűzijátékba nem a tiszta fémeket helyezik, hanem a kémiailag stabilabb fémsókat.(Fémsónak hívjuk például a közismert konyhasót, a nátrium-kloridot, is.) Végsősoron az ezekben a fémsókban található fémek elektronjai gerjesztődnek és bocsátanak ki fényt.

Most már tudod, hogy mit látsz az égbolton, de remélem kíváncsi vagy arra is, hogy miért ilyen színe van az egyes fémeknek.

Alapállapotban a fémek nem szoktak világítani. A világítás együtt jár valamekkora energia kibocsátásával, így mindig csak gerjesztett állapotú fémek bocsátanak ki fényt. A gerjesztés annyit jelent, hogy amikor hőt közlünk egy fémmel, akkor a benne lévő atomok energiája megnő, így az atomok elektronjainak is megnő az energiája.

Az elektronok a hő hatására az alapállapotukból átkerülnek egy magasabb energiaszintre. Viszont a világon minden az energiaminimumra törekszik, legyen az egy leckéjét író diák, egy dolgozó ember vagy épp egy elektron. Az elektron esetében ez azt jelenti, hogy a legkisebb energiájú állapotukat (alapállapotukat) szeretnék felvenni mindig. Ha épp magasabb energiaszinten vannak, akkor ezt úgy érik el, hogy energiát bocsátanak ki. Ez a kibocsátott energia egy fotont jelent egy elektron esetén, a teljes tűzijáték esetében pedig a fényes látványt jelenti.

A tűzijáték színe attól függ, hogy egészen pontosan milyen energiájú az a foton, ami az adott fém atomjából távozik. Azért tartozik egy fémhez egy adott szín, mert minden különböző fémhez tartozó atomnál különböző energiaszintjei vannak egy elektronnak. Így minden fém esetén más-más energiakülönbség van a gerjesztett és az alapállapot között, ami más energiájú, így más színű fotont eredményez.

Érdekes következménye ennek a fénykibocsátásnak, hogy hihetetlenül „tiszta” színeket kapunk. Például a nátrium esetén nem csak azt tudjuk, hogy sárgás fényt látunk, hanem egészen pontosan tudjuk, hogy 589 nanométer hullámhosszú sárga fényt látunk. Így nagyon precízen előállítható a tűzijáték színvilága.