花火 量子力学

質問

花火が光る仕組みを簡単に説明すると以下のようになりますか？

エネルギー準位E1<E2<E3として，はじめE2の準位にあった原子が熱エネルギによりE3に励起され，自発的にE1に光子を放出しながら遷移する．

回答No.2

ORUKA1951 · ベストアンサー

金属の炎色反応、エネルギー順位は、あくまで高い位置と低い位置との相互です。基本的にもとの位置に戻る。従って発光すると言う事は、同じ波長の光を吸収するということでもあるのです。
　例えば、水素の吸収線はスペクトルの中で暗線として観察されますが、それは同時にその波長の光を別の方向に放射もしているということです。

　結構炎色反応の説明ははしょって説明されているので誤解されている向きもあるようです。

1) 塩を使うことが多いのは揮発性があるからです。そのため塩化物や硝酸塩を使用します。
　硫酸塩は過熱時に分解してしまう。
2) 揮発した塩は過熱されてプラズマ(イオン)に分解されます。
3) 金属イオンは直ちに電子を補足して基底状態の金属原子になります。
　　金属は最外殻の電子は一個ないし２個です。
4) この電子は熱で上の軌道に励起されます。(エネルギー格差は決まっています)
5) 上がってもすぐ元の軌道(3)の位置に落下します。

　この遷移の間に特定の波長の光を吸収・放出するのが炎色反応です。

こちら
　⇒雑科学ノート　－ 発光の話 －( http://hr-inoue.net/zscience/topics/radiation/radiation.html )
　実際にはもう少し複雑ですが・・

お礼

回答ありがとうございます．

元の準位に戻るということですが，そうなると花火を楽しんだあとにとびちった燃えかすに火を近づけると色がつくということになると思います．

そのような経験がないのですが，そういった現象はおこりますか？

回答No.3

ORUKA1951

No.2です。
＞元の準位に戻るということですが，そうなると花火を楽しんだあとにとびちった燃えかすに火を近づけると色がつくということになると思います．
　回答やリンク先をきちんと読まれているとそういう疑問はでてこないはずです。

　炎色反応を示す状態になるためには、金属原子がバラバラにならないとならないです。
≫1) 塩を使うことが多いのは揮発性があるからです。
≫2) 揮発した塩は過熱されてプラズマ(イオン)に分解されます。
(リンク先)
≫金属イオンは飛び散り、その辺にいる電子を捕まえて中性の原子になります

　花火に入っているものも金属塩塩です。

　燃えた後は、酸化物などの金属塩の結晶になっていますから、それがバラバラになる事はないです。

　もちろん細かく砕いて火薬に混ぜるとか、塩化物や硝酸塩にして水溶液にして炎に入れれば炎色反応を観察できます。学校の定性分析で金属塩を硝酸や塩酸で処理してから炎色反応を試したはずです。・・ゆとり世代は実験してないかも。

お礼

回答ありがとうございます．
しっかり読んでいなくてすみませんでした．
なるほど．酸化物になり安定になるともう炎色反応は示さないわけですね．

ゆとり世代ですが，炎色反応は映像でみただけで実験していないように思います．

回答No.1

tanuki4u

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%8E%E8%89%B2%E5%8F%8D%E5%BF%9C

炎色反応

E2
↓
E3
↓←　これは起こらんだろう、先客がいるから
E1

お礼

もとのエネルギーに戻るとすると花火を楽しんだあとにまた燃えかす，とびちったもの火を近づけると色がつくと思うのですが，経験的にそのようなことはおこらないと思ったので，同じ準位にしませんでした．

花火は複数回色がつくんですかね？

炎色反応でしたら，何回も色がつくので納得できます．

補足

回答ありがとうございます．