爆竹声声迎祥瑞,你知道炮竹的前世今生吗?
鞭炮声声迎财神
爆竹:我裂开了
春秋时期
春秋末年范蠡:“除夜烧盆爆竹与照田蚕看火色,同是夜取安静为吉”。
汉代
西汉时东方朔在《神异经》也记述有“爆竹驱山魈”的故事。
南北朝时期
南北朝梁宗懔编撰的《荆楚岁时记》中曾记载:“正月一日是三元之日也。《春秋》谓之端月。鸡鸣而起,先于庭前爆竹,以辟山臊恶鬼。”
唐代
唐代刘禹锡有诗云:“照潭出老蛟,爆竹惊山鬼”。
火药:我燃起来了
S+2KNO3+3C== K2S+3CO2↑+N2↑
当点燃引线,火药被引燃后在密封的纸筒中剧烈燃烧并产生大量气体,气体猛烈膨胀,将纸筒从中部挤破,鞭炮就发出了爆炸声。
烟花:OK,起飞
五颜六色的烟花
除了鞭炮,人们还制作出了烟花,元代赵孟頫有诗云:“纷纷灿烂如星陨,㸌㸌喧豗似火攻”,烟花的发明更为节日增添了几分色彩。
烟花结构图
焰色反应
然而,由于燃放鞭炮带来的安全和环境问题,许多地方推行禁鞭令。因此,人们陆续发明了许多鞭炮的替代品。
比如压爆气球......
再比如舞鞭,往期我们介绍过舞鞭发生的原理(传送门戳这里)。在2002年的一篇PRL上,研究人员还专门对鞭子音爆的产生原因的分析,研究显示鞭鞘的速度能达到2马赫(2倍音速)。据作者计算,尖端的速度能够达到鞭子初始速度的30倍以上。
鞭鞘产生冲击波 来源:Smarter Every Day
电子礼炮:声光电的模仿秀
电子礼炮结构图
人们使用电路控制电磁阀,向炮管中按照比例充入氧气与天然气,通过点火装置点燃混合气体,使气体爆炸发出礼炮声。
讲完大家伙,我们再来看看小家伙——电子鞭炮。
对电子鞭炮而言,最重要的就是模拟鞭炮爆炸的声音。现在一般有两种实现方式。
第一种方法是利用喇叭进行模拟,其原理是利用电路播放提前录制好的高质量鞭炮爆炸声音。例如下图所示电路中利用ISD1820单段语音录放芯片记录鞭炮爆炸声。
电子鞭炮音频产生电路原理图
第二种方法是通过电路实现高压击穿空气来产生爆炸声。
声控闪光电路中两个三极管Q2、Q3组成两级直接耦合放大电路。选取合适的R3、R4,当外界无声音变化三极管Q2处于临界饱和状态,从而导致三极管Q3处于截止状态,这时三只LED中没有电流通过而保持熄灭状态。
参考文献:
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