מהם צבעי האש וכמה הם חמים?

כשאתה חושב על שריפה מבוקרת אופיינית, כמו מדורה או מדורה, רבים מהתארים שעולים בראשך נוגעים כנראה לחום וטמפרטורה: חַם. נַהֲמָה. קְלִיָה. מצד שני, ייתכן שיש לך גם מספר רשמים חזותיים: נוֹצֵץ. מנצנץ. רוקדים.

בדיוק כמו צבעים מופיעים במגוון גוונים, עוצמות ובתקשורת פיזית כמו ציור ובגדים, הם יכולים גם להציג את אותו טווח לכאורה של "טעמים" חזותיים כאשר המדיום הוא מה שאתה מכיר אֵשׁ. זה הגיוני, מכיוון שאש היא צודקת... אור חם באמת. או שזה?

כשזה קורה, הצבעים שאתה רואה באש אכן מתואמים עם הטמפרטורה באש, כך שאתה יכול לצפות לראות צבעים מסוימים לעתים קרובות יותר בלהבות חמות יותר ואחרים כאשר הדברים רק מתבשלים או מתים הַחוּצָה. אבל המצב מסובך יותר מכיוון שמה שנשרף באש מסוימת משפיע גם על הצגת הצבעים בתערובת הבוערת.

מה שאתה רואה כאור הוא למעשה קרינה אלקטרומגנטית (EM), אור גלוי הוא אחד ממספר סוגי EM ותופס רק חלק קטן מכל הספקטרום EM. גלי EM מאופיינים באורך גל, המרחק בין נקודות תואמות לאורך גל EM גרפי, ותדר, מספר אורכי הגל לשנייה שעוברים נקודה קבועה.

• התוצר של אורך גל (λ) ו תדר (ν) של גל EM הוא תמיד מהירות האור c (3

  × 10⁸ m / s) לא משנה סוג הגל EM.

טווח אורכי הגל מתחת לכ -440 ננומטר (4.4 × 10⁷ מ 'כולל גלי רדיו בקצה התחתון, ואז מיקרוגל. מעל בערך 7 × 10⁷ מ ', מופיעים צילומי רנטגן וקרני גמא; אלה בעלי תדרים גבוהים והם קשורים לאנרגיה גבוהה יותר כתוצאה מכך. יש לכך השלכות על הצבעים שנראים זוהרים בלהבות.

ספקטרום האור הגלוי עצמו (4.4 × 10⁷ עד 7 × 10⁷ מ 'כולל קרינה הנתפסת בעין האנושית כסדרן, אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול ("רוי ג'י המפורסם" Biv "של שיעורי מדע בבית הספר היסודי). כפי שתראו, פקודה זו עוברת באש, אם כי בנאמנות לא שלמה.

הסיבה שרוב השריפות שאתה עשוי לראות בכדור הארץ נשרפות היא כי חומר כלשהו עובר בעירה, וזה דורש נוכחות של גז חמצן (O₂). גורמים שונים יכולים להשפיע על כמה הלהבה בוערת, כולל אופי החומר (ברור, בנזין בוער היטב; מים, לא כל כך הרבה) והאם הם "מונעים" יותר חומר וחמצן ככל שהאש גדלה.

חוֹם בעל יחידות אנרגיה וניתן לתפוס אותו ככמות שעוברת מאזורים בעלי צפיפות גבוהה יותר לאזורים בעלי צפיפות נמוכה יותר, כמו עם דיפוזיה פשוטה של ​​מולקולות. אור וחום הם שניהם (רצוי בדרך כלל!) תוצרי שריפות, וכפי שצוין לעיל, גלי אור קשורים לאנרגיה ביחס לתדר שלהם. תנודות מהירות אלה מביאות לשחרור חום גדול יותר, וזה בתורו קשור לטמפרטורות גבוהות יותר בתוך הלהבה ובסמוך לה.

חומרים רבים מייצרים צבעים אופייניים בעת צריבה. לדוגמא, היסוד נתרן, המשלב עם כלור ליצירת מלח רגיל (NaCl), מייצר צבע כתום בוהק בעת צריבתו. נתרן נמצא ברוב סוגי העצים, ולכן זה יהיה יוצא דופן להרכיב אש מהענפים והמקלות הרגילים ולא להציג לפחות צבע כתום או צהוב כהה.

ה כָּחוֹל הנראה לעיתים בלהבות עץ מגיע מהיסודות פחמן ומימן, הפולטים אור בקצה העליון של ספקטרום האור הנראה, וכך יוצרים גוונים כחולים וסגולים. נחושת המתכת ידועה כירוקה אם היא נחשפת לאוויר די הרבה זמן; תרכובות נחושת יוצרות צבעים ירוקים או כחולים כשנשרפים. ליתיום המתכת, בכדי לעגל את כל ספקטרום הקשת בקטע אחד זה, נשרף בצבע אדום.

• במרכז אש חמה מאוד, אתה עשוי לראות זוהר כתום עמום או אפילו חלל כהה מוזר. זה ידוע בשם קרינת גוף שחור, ומאפיין טמפרטורות גבוהות מאוד (למשל, זו תכונה של כוכבים). מתכות שיכולות להתחמם עוד יותר דרך צבעים אחרים מסוג קרינה זה (כלומר, לקצה הסגול של הספקטרום הגלוי).

עכשיו אתה מבשל! לכן, לפני שמתבוננים רק באילו צבעים ניתן לצפות בשריפות הבוערות בטמפרטורה נתונה, זה מועיל לדעת את טווח הטמפרטורות המיוצר בסוגי השריפות שאתה יכול להיתקל בהם ולסרוק אחריהם צבעים. אחרי הכל, זה לא מידע שרוב האנשים שומרים בראשם או מקום שימושי בסמארטפונים שלהם.

ללהבה של נר טיפוסי יש ליבה חיצונית הנשרפת בסביבות 1,400 מעלות צלזיוס (כ -2,500 מעלות צלזיוס) ואילו ליבת הלהבה בוערת ב 800 מעלות צלזיוס (1,450 מעלות צלזיוס). אלה טמפרטורות יוצאות דופן ללהבה כל כך קטנה! קירות התנור הביתי יכולים, בינתיים, להגיע לטמפרטורות של סביב 500 מעלות צלזיוס (900 מעלות צלזיוס); כלומר טמפרטורת האפייה או השחייה מגיעה רק כמחצית מזה שבמתכת שבקירות.

אם בביתכם יש אח שאתם אוהבים לחמם את הידיים במרחק דיסקרטי, הלהבות המספקות את החום שואגות כ- 600 מעלות צלזיוס (1,100 מעלות צלזיוס). מדורה מסודרת בפחם ועץ יכולה להגיע ל -1,100 מעלות צלזיוס, כמו גם מבער בונסן במעבדה. כמובן שהטמפרטורה הפנימית של השמש היא 2,000,000 מעלות צלזיוס (3,600,000 מעלות צלזיוס) גורמת לכל הערכים הללו להראות טריוויאלים למדי.

כפי שלמדת, גם סוג החומר שנשרף באש וגם טמפרטורת האש משפיעים על הצבעים שאתה רואה לייצר. כמו כן, כפי שממחיש הדוגמה של שתי טמפרטורות הנר השונות בהרבה, כל שריפה אחת כמעט בטוח שיש בו טווח טמפרטורות (מסביר לפעמים כמות גדולה של וריאציית הצבעים נצפים).

כשמשהו מחומם, הוא הופך תחילה לגז (דבר שבדרך כלל אינך יכול לצפות בו). מולקולות הגז הללו מגיבות עם החמצן אם הן למעשה מולקולות דליקות. זה יהיה אופייני לראות אש המורכבת מחומר אחיד ומחוממת בצורה מבוקרת אדמדם, אז כתום ולבסוף להבות צהובות בוהקות, המדגימות אנרגיה וחום הולכים וגוברים מְשׁוּחרָר.

אם תדליק ויבדוק מקרוב נר, כנראה שתשים לב שחלק ניכר מהליבה החיצונית הוא כחול, דבר שבדרך כלל לא נראה הרבה באח, למשל. בהתחשב בהבדלים בטמפרטורות שניתנו לשריפות אלה, זה לא מפתיע בכלל.

בעוד שהמקורות משתנים מעט, ניתן לבנות תרשים אמין מספיק המציג את הקשר בין טמפרטורת הלהבה וצבע הלהבה על פני ספקטרום האור הגלוי.

• אדום כהה (זוהר גלוי ראשון): 500 עד 600 מעלות צלזיוס (900 עד 1,100

  ° F) * אדום עמום: 600 עד 800 ° C (1,100 עד 1,650

  ° F) * אדום דובדבן בהיר: 800 עד 1,000 ° C (1,650 עד 1,800

  ° F) * כתום: 1,000 עד 1,200 ° C (1,800 עד 2,100

  ° F) * צהוב בהיר: 1,200 עד 1,400 ° C (2,100 עד 2,500

  ° F) * לבן: 1,400 עד 1,600 ° C (2,500 עד 2,900

  ° F)

טמפרטורות גבוהות מספיק לייצור להבות כחולות אינן יוצאות דופן במדורות, ולכן הם נראים לעתים קרובות יותר כאשר משתמשים במתכות, כמו למשל בריתוך,