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正月初五又稱“五”，民間傳說一天是財(cái)神的生，人們在這一天放鞭炮迎接財(cái)神以求財(cái)源滾滾。炮聲聲迎財(cái)神爆：我裂開了利用竹驅(qū)邪迎祥瑞的俗在我國有著悠的歷史：春秋時(shí)春秋末年范蠡：除夜燒盆爆竹與田蠶看火色，同夜取安靜為吉”漢代西漢時(shí)東方在《神異經(jīng)》也述有“爆竹驅(qū)山”的故事。南北時(shí)期南北朝梁宗編撰的《荊楚歲記》中曾記載：正月一日是三元日也?！洞呵铩?之端月。雞鳴而，先于庭前爆竹以辟山臊惡鬼。唐代唐代劉禹錫詩云：“照潭出蛟，爆竹驚山鬼。這些記載說明從春秋時(shí)期開始我國便有了采用子燃燒時(shí)爆裂發(fā)響聲的“爆竹”人們利用爆竹來邪辭舊迎祥瑞。院爆竹圖早期的爆竹”利用的是氣受熱膨脹的原。竹枝中空有節(jié)竹節(jié)腔中的空氣燃燒時(shí)受熱膨脹使得竹節(jié)會突然裂而發(fā)出響聲，到“爆”出聲響效果?；鹚帲何?起來了小兒放紙圖到了宋朝，由火藥的發(fā)明，逐出現(xiàn)了以火藥為料的爆竹。宋代會稽志》卷十三記載：“除夕爆相聞，亦或以硫作爆藥，聲尤震，謂之爆仗”，知爆仗在宋朝被于除夕燃放了。宋周密《武林舊》卷三“歲除”中記載：“至于仗，有為果子人等類不一。而殿所進(jìn)屏風(fēng)，外畫馗捕鬼之類。而藏藥線，一爇連余不絕”。“一連百余不絕”，是把單個(gè)的炮仗接在一起，即后的鞭炮。炮仗結(jié)圖鞭炮爆炸的基原理是火藥的化反應(yīng)。用紙卷把藥和氧化劑卷在間，頂部插上引，底部使用泥土者其它粘結(jié)劑密嚴(yán)實(shí)。我們在中學(xué)習(xí)過火藥燃燒化學(xué)方程式：S+2KNO3+3C== K2S+3CO2↑+N2↑當(dāng)點(diǎn)燃引線，火被引燃后在密封紙筒中劇烈燃燒產(chǎn)生大量氣體，體猛烈膨脹，將筒從中部擠破，炮就發(fā)出了爆炸。煙花：OK，起飛五顏六色的煙除了鞭炮，人們制作出了煙花，代趙孟頫有詩云“紛紛燦爛如星，??喧豗似火”，煙花的發(fā)明為節(jié)日增添了幾色彩。煙花結(jié)構(gòu)煙花結(jié)構(gòu)分為兩分，其一是推進(jìn)分，其二是效果，即禮花彈。推部分同樣利用火燃燒原理，只是射藥由堅(jiān)固的紙包裹，火藥燃燒生的氣體無法脹紙殼，只能從端預(yù)留的空隙噴出從而將禮花彈推到空中。而禮花中除了爆炸所用火藥之外，還添了許多化合物，如鈉鹽、鋇鹽等利用焰色反應(yīng)產(chǎn)多種多樣的顏色焰色反應(yīng)然而，于燃放鞭炮帶來安全和環(huán)境問題許多地方推行禁令。因此，人們續(xù)發(fā)明了許多鞭的替代品。比如爆氣球......車碾氣球模擬鞭炮再比如舞鞭，期我們介紹過舞發(fā)生的原理（傳門戳這里）。在 2002 年的一篇 PRL 上，研究人員還專門鞭子音爆的產(chǎn)生因的分析，研究示鞭鞘的速度能到 2 馬赫（2 倍音速）。據(jù)作者計(jì)算，尖端的度能夠達(dá)到鞭子始速度的 30 倍以上。鞭鞘產(chǎn)沖擊波 來源：Smarter Every Day抽打鞭子代替鞭電子禮炮：聲光的模仿秀目前還一種比較流行的炮替代品是電子炮與電子鞭炮。們首先來看看這大家伙 —— 電子禮炮。電子禮實(shí)物圖電子禮炮原理是氣體爆炸生禮炮聲。電子炮使用厚壁且無隙的鋼管來制作筒。電子禮炮結(jié)圖人們使用電路制電磁閥，向炮中按照比例充入氣與天然氣，通點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃混氣體，使氣體爆發(fā)出禮炮聲。電禮炮原理圖講完家伙，我們再來看小家伙 —— 電子鞭炮。電子炮實(shí)物圖所謂電鞭炮，就是通過路控制實(shí)現(xiàn)真實(shí)炮爆炸時(shí)發(fā)出的、聲、煙霧等現(xiàn)。下面我們來仔分析一下它的工原理。對電子鞭而言，最重要的是模擬鞭炮爆炸聲音?，F(xiàn)在一般兩種實(shí)現(xiàn)方式。一種方法是利用叭進(jìn)行模擬，其理是利用電路播提前錄制好的高量鞭炮爆炸聲音例如下圖所示電中利用 ISD1820 單段語音錄放芯片記錄鞭爆炸聲。電子鞭音頻產(chǎn)生電路原圖第二種方法是過電路實(shí)現(xiàn)高壓穿空氣來產(chǎn)生爆聲。單管自激升電路圖生活中常的是 18650 鋰電池，能夠提供大約 3.7V 電壓。利用單管自激升壓電路作高壓發(fā)生電路，夠?qū)?3.7V 電壓提升到十幾伏的高壓為電容電。電阻 R1、二極管 D1 構(gòu)成基極分壓式偏電路，使三極管 Q1 集電極線圈產(chǎn)生的信號反饋基極線圈，產(chǎn)生激振蕩，從而使級線圈得到數(shù)倍電壓。高壓擊穿氣形成刺耳的聲，從而模擬出鞭爆炸的聲音效果除了鞭炮爆炸聲的模擬，電子鞭利用 LED 電路能夠?qū)崿F(xiàn)爆炸花的模擬。鞭炮爆炸火花總是伴爆炸聲產(chǎn)生，而用聲控閃光電路可以模擬出伴隨炸聲出現(xiàn)的閃光聲控閃光電路聲閃光電路中兩個(gè)極管 Q2、Q3 組成兩級直接耦合放大電路。選合適的 R3、R4，當(dāng)外界無聲音變化三極管 Q2 處于臨界飽和狀態(tài)，從而導(dǎo)致三管 Q3 處于截止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)三 LED 中沒有電流通過而保持滅狀態(tài)。當(dāng)麥克 MIC 接收到聲波信號時(shí)，音信號轉(zhuǎn)化為電流號流入三極管 Q2 的基極，從而導(dǎo)致 Q2 退出飽和狀態(tài)，Q2 的集電極電壓上。如此，三極管 Q3 便會導(dǎo)通，使得三只 LED 點(diǎn)亮發(fā)光。如果輸入音頻信號較，不足以使 Q2 退出飽和狀態(tài)，LED 仍保持熄滅狀態(tài)，只有較信號輸入時(shí)，二管才點(diǎn)亮發(fā)光，以二極管能隨著境聲音信號的強(qiáng)起伏而閃爍發(fā)光回顧炮竹的前世生，從早期的“竹”到使用了火的炮仗，再到現(xiàn)電子鞭炮、電子炮等替代品，不變化的是發(fā)聲方，不變的是人們用響聲來表達(dá)辭驅(qū)邪迎祥瑞的心。隨著科技的發(fā)，炮竹作為實(shí)體未來可能會不斷變，但其作為人追求美好未來的志載體不會發(fā)生變。參考文獻(xiàn)：[1] 王繼成，何志苠，蔡靜怡，健.新型環(huán)保電子鞭炮 [J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2020 (12):155-157.[2] 王元蘭.電子氣體禮炮的設(shè)與制作 [J].山東氣象，1999 (04):59-60.[3] 胡露，張曄，簡武真，蔣星，徐麗，徐中輝.一種新穎的電子鞭炮計(jì) [J].科技廣場，2016 (09):173-176.[4] 魏淑萍，王德苗，金浩.微波介質(zhì)陶瓷諧振器磁控射金屬化 [J].材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016,34 (05):689-693.[5] 李福旭.便攜式智能霧化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，2016.[6] 周星，周超.民俗與法律: 煙花爆竹作為一個(gè)“中國問題[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào) (哲學(xué)社會科學(xué)版),2018,36 (04):48-58.本文來自微信公眾號：中科院理所 （ID：cas-iop），作者：C&C