火焰魔法師!嘶嘶綻放的色彩魔法,用噴霧體驗火焰反應!
我是科學訓練師 桑子研。每一天都是實驗日!
你有沒有想過,夜空中那五彩斑斕的煙火,為什麼能綻放出那麼絢麗奪目、顏色鮮豔的光芒呢?那些紅的、綠的、黃的光,看起來就像魔法一樣!但其實啊,這背後藏著一個很厲害的科學現象,它叫做「焰色反應」(Flame Test)。今天,我就要帶大家深入了解這個神奇的焰色反應世界,並且教你怎麼用噴霧瓶,來一場超吸睛的動態科學實驗!先來看看這段影片吧:
你有看過我們平常熟悉的火焰,像變魔術一樣瞬間變色的畫面嗎?當「金屬」這個材料,遇上「火焰」這個能量,一場絕美的光影大戲就此展開。
什麼是焰色反應?~煙火的顏色是怎麼來的?~
構成金屬元素的原子,平時都待在一個很穩定的狀態(低能量狀態)。但是,一旦被瓦斯噴燈或火焰加熱,它就會吸收能量,進入「興奮狀態」(高能量狀態)。你可以想像成,原子小弟得到了能量,像坐火箭一樣從它平常待的「一樓」跳到了「二樓或三樓」。
不過,興奮的狀態很不穩定,原子小弟會馬上想要回到它原本穩定的「一樓」。當它從「樓上」回到「樓下」時,就會把剛剛吸收的能量,以「光」的形式釋放出來。而最有趣的地方就在這裡!不同的金屬種類,「樓層的高度差」(也就是能量差)不一樣,所以它們放出的光,顏色也就會固定是某一種,每個金屬都有自己專屬的顏色!
- 鋰(Li) → 紅色的火焰
- 鈉(Na) → 黃色的火焰
- 鉀(K) → 紫色的火焰
- 銅(Cu) → 綠色的火焰
- 鍶(Sr)→ 正紅色火焰(煙火的「紅色」就是靠它!)
- 鋇(Ba)→ 黃綠色火焰(煙火的「綠色」就是靠它!)
沒錯,厲害的煙火設計師們,就是巧妙地運用這個焰色反應,讓夜空開出各種顏色的花朵!光是看火焰的顏色,就能知道裡面含有什麼金屬,是不是超像科學神探在辦案呢?

銅原子發出的光芒!
用噴霧瓶玩轉超動態焰色反應實驗!
通常在學校的理化課,我們會用藥勺舀一點點金屬粉末(我們稱它為「鹽」),然後放到瓦斯噴燈上燒。這樣雖然很安全,但看起來總覺得有點不夠過癮。所以今天,我要介紹一個更炫、更能讓火焰顏色漂亮散開的方法!
你需要準備:
- 乙醇(工業酒精,作為燃料)
- 各種金屬鹽(像是氯化銅、氯化鋰、氯化鈉等等)
- 噴霧瓶(務必選擇耐酒精的款式)
- 打火機(為了安全,建議使用柄比較長的點火槍)
- 耐火操作台(例如實驗托盤或大的金屬碟子)
- 消防應急用品(濕抹布、滅火器或裝水的桶子等)
實驗步驟:
- 在噴霧瓶裡裝入乙醇。(不要裝太滿)
- 把你想看顏色的金屬鹽,少量(大約半藥勺)加入乙醇中,搖晃均勻使其溶解。(例如:氯化銅會得到綠色,氯化鋰會得到紅色)
- 在安全的實驗台上,點燃打火機的火焰。
- 對著打火機的火焰,從稍微遠一點的距離,「咻!」地噴出霧氣。
- 噴灑的瞬間,火焰就會被噴霧點燃,並爆發出你所選金屬的絢麗色彩!

為什麼用噴霧瓶會這麼壯觀?
這個實驗能產生這麼驚人火焰,背後有兩個小秘密。第一個是,當燃料乙醇被噴成霧狀時,細小的霧滴會讓它和空氣(氧氣)的接觸面積變得超級大,所以能夠瞬間快速燃燒擴散。第二個是,金屬粒子會均勻地散佈在火焰中。傳統的藥勺實驗,金屬是集中在一塊的;但用噴霧瓶,細小的金屬粒子能佈滿整個火焰,讓顏色變得超級鮮明、超級漂亮!
🚨 注意事項(務必遵守!)🚨
這個實驗雖然又美又有趣,但因為會用到火和酒精,如果操作不當,後果不堪設想。請大家一定要遵守下面的安全規定:
🔥 **絕對禁止在家中進行。**請務必在通風良好、用火安全的寬敞場所,並且必須在成年人(最好是理化老師)的指導和監督下操作。
🔥 為了防止火災,周圍絕對不能放置任何易燃物品(紙張、布料、酒精瓶本身等等)。
🔥 火焰可能會比預期來得大。噴灑時,臉部和手部請務必和火焰保持安全距離。
🔥 實驗結束後,請確實檢查火焰是否完全熄滅。
看似魔術般的現象,但只要從原子層級去思考它發生的原理,就是科學最好玩的地方。火焰一變色,原本再普通不過的火,瞬間變得像另一個世界的東西!大家記得要以安全為最大考量,務必在理化教室和老師一起試試看!
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