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科学万象 改变世界格局的发明:火药

山东省科学技术协会

每当我们在传统春节或节日的夜晚仰望夜空,欣赏五彩缤纷的烟花绽放的时候,你有没有想过,这绚丽的光芒背后,其实隐藏着中国古代科技的应用。从早期炼丹家的偶然发现,到改变战争格局的军事应用,火药不仅妆点了漆黑的夜空,还推动了历史的进程。接下来的《科学万象》,我们将从烟花的绚烂出发,带您一同探寻中国古代四大发明之一的火药背后的科学奥秘和它对人类文明的深远影响。

当我们在夜空中欣赏绚烂的烟花时,很少有人会想到这些耀眼的光芒背后的科学奥秘。其实,烟花是火药的一种精致应用,它用火药的力量创造了艺术和娱乐的奇迹。那么你知道,火药是怎样发明的吗?

火药是中国古代四大发明之一。在中国古代炼丹家长期的大胆尝试中,经过漫长的实验再加上些许的运气,火药终于现身于世。

据《范子叶然》记载,早在春秋时代,中国就已经出现了火药。晋代的炼丹家葛洪也在他的《抱朴子》里记载了将硝、硫和炭合在一起炼丹。隋唐人孙思邈在《丹经内伏硫黄法》一文中也已明确记述产生火药的“伏火硫黄法”,这也是人类最早关于火药配方的记载。

炼丹家虽然掌握了一定的化学方法,但他们的目的主要是求长生不老之药,所以说火药最早应用于医药。慢慢的,根据火药的特点,我国古人又发明了各种各样的火器,火球、手炮、公筋炮、火枪、突火枪、火诀、钢炮等等。于是,火药开始应用于军事目的。

张艺谋执导的《长城》,讲述了一群盗贼来中国盗取“黑火药”配方而引发的故事。那么,火药包括使用火药的火器是何时从中国传出去的?

12到13世纪,火药和火药武器由海上中外交往和蒙古骑兵西征,先后传入伊朗、阿拉伯和欧洲。火药动摇了西欧的封建统治,昔日靠冷兵器耀武扬威的骑士阶层日渐衰落了。火药的发明大大的推进了历史发展的进程,是欧洲文艺复兴,宗教改革的重要支柱之一。

火器的应用,使人类由冷兵器时代开始进入到热兵器时代。士兵在战场上的肉搏再也不是决定胜负的关键,热兵器时代下,装备先进火器的军队在和冷兵器的军队作战时,基本占有了战场上的绝对优势。随着科技的发展,火药的制备过程经历了创新和改进,以提高生产效率和安全性。19世纪末,使用非常广泛的苦味酸是一种烈性炸药。19世纪60年代,诺贝尔发明了以硅藻土为吸收剂的安全炸药,在火烧和锤击下都表现出极大的安全性,炸药工业也很快地获得了发展。20世纪初开始,TNT这种威力很强而又相当安全的炸药,广泛应用于装填各种弹药和进行爆炸。

火药的能量密度使它成为爆破和拆除建筑物的理想选择。因此,安全炸药广泛应用于采矿、筑路、兴修水利、工程爆破、金属加工等,还广泛应用于地震探查等科技领域。

火药虽然已经有千年的历史,但它在现代仍然具有重要地位。现在,火药的应用领域仍在不断扩展。新的火药配方和技术不断涌现,作为火箭推进剂,火药也被用于航天领域。

每当我们在烟花绽放的夜晚仰望星空,不妨想一想,这些绚丽的光芒和色彩背后,是中国古代的智者们创造出的火药科技的精湛应用。火药,作为中国四大发明之一,不仅改变了战争和工业,还成为了文化庆典的亮点,让人们在夜空中留下美好的回忆。那么你知道,为什么烟花能呈现五彩斑斓的颜色吗?

把天空映射成五颜六色的烟火,是因为在火药中添加了特殊的元素。铜燃烧的时候,火焰会变成绿色。硝酸锶、碳酸锶燃烧的时候,能使火焰变成红色。硝酸钠、草酸钠燃烧的时候,火焰是黄色的。只要把这些元素按照不同的比例和次序放在烟花里,那么,烟花燃烧的时候,就会变得五彩斑斓,令人陶醉。

如今,现代火药的发展使火药这个古老的发明,在各行各业中发挥着重要的作用。无烟火药、双基火药、雷管、TNT等的出现,使现代意义上的枪炮、火箭、炸弹、导弹等武器得以产生。中华民族的伟大发明正在以新的姿态走向世界,迈向未来。

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