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正月初五又稱“破”，民間傳說這一是財(cái)神的生日，人在這一天燃放鞭炮接財(cái)神，以求財(cái)源滾。鞭炮聲聲迎財(cái)爆竹：我裂開了利爆竹驅(qū)邪迎祥瑞的俗在我國有著悠久歷史：春秋時(shí)期春末年范蠡：“除夜盆爆竹與照田蠶看色，同是夜取安靜吉”。漢代西漢時(shí)方朔在《神異經(jīng)》記述有“爆竹驅(qū)山”的故事。南北朝期南北朝梁宗懔編的《荊楚歲時(shí)記》曾記載：“正月一是三元之日也?！?秋》謂之端月。雞而起，先于庭前爆，以辟山臊惡鬼。唐代唐代劉禹錫有云：“照潭出老蛟爆竹驚山鬼”。這記載說明，從春秋期開始，我國便有采用竹子燃燒時(shí)爆發(fā)出響聲的“爆竹，人們利用爆竹來邪辭舊迎祥瑞。庭爆竹圖早期的“爆”利用的是空氣受膨脹的原理。竹枝空有節(jié)，竹節(jié)腔中空氣在燃燒時(shí)受熱脹，使得竹節(jié)會(huì)突爆裂而發(fā)出響聲，到“爆”出聲響的果。火藥：我燃起了小兒放紙炮圖到宋朝，由于火藥的明，逐漸出現(xiàn)了以藥為原料的爆竹。代《會(huì)稽志》卷十中記載：“除夕爆相聞，亦或以硫黃爆藥，聲尤震厲，之爆仗”，可知爆在宋朝被用于除夕放了。南宋周密《林舊事》卷三“歲”條中記載：“至爆仗，有為果子人等類不一。而殿司進(jìn)屏風(fēng)，外畫鐘馗鬼之類。而內(nèi)藏藥，一爇連百余不絕?！耙粻k連百余不”，就是把單個(gè)的仗連接在一起，即來的鞭炮。炮仗結(jié)圖鞭炮爆炸的基本理是火藥的化學(xué)反。用紙卷把火藥和化劑卷在中間，頂插上引線，底部使泥土或者其它粘結(jié)密封嚴(yán)實(shí)。我們?cè)?學(xué)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，火藥被引燃后密封的紙筒中劇烈燒并產(chǎn)生大量氣體氣體猛烈膨脹，將筒從中部擠破，鞭就發(fā)出了爆炸聲。花：OK，起飛五顏六色的煙花除了鞭，人們還制作出了花，元代趙孟頫有云：“紛紛燦爛如隕，??喧豗似火”，煙花的發(fā)明更節(jié)日增添了幾分色。煙花結(jié)構(gòu)圖煙花構(gòu)分為兩部分，其是推進(jìn)部分，其二效果件，即禮花彈推進(jìn)部分同樣利用藥燃燒原理，只是射藥由堅(jiān)固的紙殼裹，火藥燃燒產(chǎn)生氣體無法脹裂紙殼只能從端部預(yù)留的隙噴出，從而將禮彈推進(jìn)到空中。而花彈中除了爆炸所的火藥之外，還添了許多化合物，比鈉鹽、鋇鹽等，利焰色反應(yīng)產(chǎn)生多種樣的顏色。焰色反然而，由于燃放鞭帶來的安全和環(huán)境題，許多地方推行鞭令。因此，人們續(xù)發(fā)明了許多鞭炮替代品。比如壓爆球......車碾氣球模擬鞭炮再比舞鞭，往期我們介過舞鞭發(fā)生的原理傳送門戳這里）。 2002 年的一篇 PRL 上，研究人員還專門對(duì)鞭音爆的產(chǎn)生原因的析，研究顯示鞭鞘速度能達(dá)到 2 馬赫（2 倍音速）。據(jù)作者計(jì)算，尖端速度能夠達(dá)到鞭子始速度的 30 倍以上。鞭鞘產(chǎn)生沖波 來源：Smarter Every Day抽打鞭子代替鞭炮電子禮炮：光電的模仿秀目前有一種比較流行的炮替代品是電子禮與電子鞭炮。我們先來看看這個(gè)大家 —— 電子禮炮。電子禮炮實(shí)物圖電禮炮的原理是氣體炸產(chǎn)生禮炮聲。電禮炮使用厚壁且無隙的鋼管來制作炮。電子禮炮結(jié)構(gòu)圖們使用電路控制電閥，向炮管中按照例充入氧氣與天然，通過點(diǎn)火裝置點(diǎn)混合氣體，使氣體炸發(fā)出禮炮聲。電禮炮原理圖講完大伙，我們?cè)賮砜纯?家伙 —— 電子鞭炮。電子鞭炮實(shí)物所謂電子鞭炮，就通過電路控制實(shí)現(xiàn)實(shí)鞭炮爆炸時(shí)發(fā)出光、聲、煙霧等現(xiàn)。下面我們來仔細(xì)析一下它的工作原。對(duì)電子鞭炮而言最重要的就是模擬炮爆炸的聲音?，F(xiàn)一般有兩種實(shí)現(xiàn)方。第一種方法是利喇叭進(jìn)行模擬，其理是利用電路播放前錄制好的高質(zhì)量炮爆炸聲音。例如圖所示電路中利用 ISD1820 單段語音錄放芯片記鞭炮爆炸聲。電子炮音頻產(chǎn)生電路原圖第二種方法是通電路實(shí)現(xiàn)高壓擊穿氣來產(chǎn)生爆炸聲。管自激升壓電路圖活中常見的是 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為壓發(fā)生電路，能夠 3.7V 電壓提升到十幾千伏的高為電容充電。電阻 R1、二極管 D1 構(gòu)成基極分壓式偏置電路，使三極管 Q1 集電極線圈產(chǎn)生的信號(hào)反饋給基線圈，產(chǎn)生自激振，從而使次級(jí)線圈到數(shù)倍的電壓。高擊穿空氣形成刺耳聲音，從而模擬出炮爆炸的聲音效果除了鞭炮爆炸聲音模擬，電子鞭炮利 LED 電路能夠?qū)崿F(xiàn)爆炸火花的模。鞭炮的爆炸火花是伴隨爆炸聲產(chǎn)生而利用聲控閃光電便可以模擬出伴隨炸聲出現(xiàn)的閃光。控閃光電路聲控閃電路中兩個(gè)三極管 Q2、Q3 組成兩級(jí)直接耦合放大電。選取合適的 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)致三禹管 Q3 處于截止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)三只 LED 中沒有電流通過而保持熄滅狀態(tài)。當(dāng)克風(fēng) MIC 接收到聲波信號(hào)時(shí)，音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信流入三極管 Q2 的基極，從而導(dǎo)致 Q2 退出飽和狀態(tài)，Q2 的集電極電壓上升。如此，三管 Q3 便會(huì)導(dǎo)通，使得三只 LED 點(diǎn)亮發(fā)光。如果輸入音頻信號(hào)較弱，足以使 Q2 退出飽和狀態(tài)，LED 仍保持熄滅狀態(tài)，有較強(qiáng)信號(hào)輸入時(shí)二極管才點(diǎn)亮發(fā)光所以二極管能隨著境聲音信號(hào)的強(qiáng)弱伏而閃爍發(fā)光。回炮竹的前世今生，早期的“爆竹”到用了火藥的炮仗，到現(xiàn)在電子鞭炮、子禮炮等替代品，斷變化的是發(fā)聲方，不變的是人們利響聲來表達(dá)辭舊驅(qū)迎祥瑞的心愿。隨科技的發(fā)展，炮竹為實(shí)體在未來可能不斷演變，但其作人們追求美好未來意志載體不會(huì)發(fā)生變。參考文獻(xiàn)：[1] 王繼成，何志苠，蔡靜怡，朱健.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)計(jì)制作 [J].山東氣象，1999 (04):59-60.[3] 胡露，張曄，簡武真，蔣星徐麗麗，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)陶瓷諧振器控濺射金屬化 [J].材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016,34 (05):689-693.[5] 李福旭.便攜式智能霧化器的設(shè)計(jì)與現(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(huì)科學(xué)版),2018,36 (04):48-58.本文來自微信公眾號(hào)：中科院物所 （ID：cas-iop），作者：C&C