爆竹声声迎祥瑞,你知道炮竹的前世今生吗?

作者: C&C

来源: 中科院物理所

发布日期: 2021-02-16 10:03:41

本文详细介绍了爆竹的历史、原理及其在现代的替代品,包括电子礼炮和电子鞭炮,强调了爆竹在辞旧迎新、驱邪迎祥中的文化意义。

正月初五又称“破五”,民间传说这一天是财神的生日,人们在这一天燃放鞭炮迎接财神,以求财源滚滚。鞭炮声声迎财神爆竹:我裂开了。利用爆竹驱邪迎祥瑞的习俗在我国有着悠久的历史: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”。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。”唐代刘禹锡有诗云:“照潭出老蛟,爆竹惊山鬼”。这些记载说明,从春秋时期开始,我国便有了采用竹子燃烧时爆裂发出响声的“爆竹”,人们利用爆竹来驱邪辞旧迎祥瑞。早期的“爆竹”利用的是空气受热膨胀的原理。竹枝中空有节,竹节腔中的空气在燃烧时受热膨胀,使得竹节会突然爆裂而发出响声,达到“爆”出声响的效果。到了宋朝,由于火药的发明,逐渐出现了以火药为原料的爆竹。

宋代《会稽志》卷十三中记载:“除夕爆竹相闻,亦或以硫黄作爆药,声尤震厉,谓之爆仗”,可知爆仗在宋朝被用于除夕燃放了。南宋周密《武林旧事》卷三“岁除”条中记载:“至于爆仗,有为果子人物等类不一。而殿司所进屏风,外画钟馗捕鬼之类。而内藏药线,一爇连百余不绝”。“一爇连百余不绝”,就是把单个的炮仗连接在一起,即后来的鞭炮。鞭炮爆炸的基本原理是火药的化学反应。

用纸卷把火药和氧化剂卷在中间,顶部插上引线,底部使用泥土或者其它粘结剂密封严实。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。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。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。比如压爆气球和舞鞭,往期我们介绍过舞鞭发生的原理。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。目前还有一种比较流行的鞭炮替代品是电子礼炮与电子鞭炮。电子礼炮的原理是气体爆炸产生礼炮声。电子礼炮使用厚壁且无缝隙的钢管来制作炮筒。

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。所谓电子鞭炮,就是通过电路控制实现真实鞭炮爆炸时发出的光、声、烟雾等现象。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。第二种方法是通过电路实现高压击穿空气来产生爆炸声。

回顾炮竹的前世今生,从早期的“爆竹”到使用了火药的炮仗,再到现在电子鞭炮、电子礼炮等替代品,不断变化的是发声方式,不变的是人们利用响声来表达辞旧驱邪迎祥瑞的心愿。随着科技的发展,炮竹作为实体在未来可能会不断演变,但其作为人们追求美好未来的意志载体不会发生改变。

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