[교육을 말한다] [과학 학습지] 생활 속 과학 이야기, 불꽃축제의 비밀

 

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[과학 학습지] 생활 속 과학 이야기,

불꽃축제의 비밀

 

 

 매년 가을 밤이되면 도시 곳곳에서 열리는 불꽃축제!

그렇다면 불꽃은 어떻게 해서 생기는 것일까요?

 

 

 

 

 

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불꽃축제의 비밀

 

  연화, 화려한 모양을 만들다

 

불꽃축제에서 볼 수 있는 다양한 모양의 불꽃들은 발사장치인 '발사관'에 폭죽을 넣고 하늘로 쏘아 올려 터뜨리는 방법으로 진행하는데요. 이 때, 사용하는 폭죽을 연화라고 부릅니다.

연화는 금속 성분의 화약 구슬이 최대 100개까지 들어있는데, 이 것의 배치에 따라 불꽃의 모양이 달라진다고 합니다.

그렇다면 연화는 어떻게 발사 직후가 아닌, 공중에 올라간 후에 터지는 것일까요?

연화가 발사되면 심지에 불이 붙고 하늘로 올라가면서 점점 타 연화 중심부를 건드리면 폭발하는 원리인데, 그렇게 때문에 심지의 길이에 따라 연화가 폭발하는 시간과 고도를 조절할 수 있습니다.

 

 

 

  금속 원소, 색깔을 만들다

 

불꽃축제를 보면 형형색색의 불꽃들이 아름답게 밤하늘을 수 놓는데, 이 형형색색의 불꽃은 연소와 불꽃반응이라는 두 가지 현상에 의해 만들어집니다.

연소는 물질이 산소와 결합하면서 빛, 열, 불꽃 등을 내며 타는 현상이고, 불꽃반응은 어떤 물질을 태웠을 때 물질 속에 포함된 원소가 연소하면서 특유의 불꽃색을 나태내는 것을 뜻합니다.

 

 

금속 원소에 따른 불꽃색
원소	불꽃색	원소	불꽃색
알루미늄(Al)	은색 혹은 백색	구리(Cu)	청록색
나트륨(Na)	노란색	스트론튬(Sr)	빨간색
칼륨(K)	보라색	세슘(Cs)	청색
칼슘(Ca)	주황색	바륨(Ba)	황록색

 

 

이렇게 원소에 따라 각기 다른 불꽃색을 가지고 있답니다!

 

 

 

  화약, 불꽃놀이를 가능하게 하다

 

불꽃놀이의 기원은 화약의 발명에서 시작되었답니다.

9세기 중국인은 화약제조법을 연구하는 과정에서 불꽃을 발견했고 화약이 폭발하면서 발생하는 불빛과 폭음을 보고 불꽃놀이를 생각해 낸 것이죠. 1200년대 중국 저잣거리에서 폭죽을 터뜨려 귀족과 서민까지 즐겼다는 기록이 있고, 13세기에는 마르코 폴로에 의해 유럽에 화약이 전파되었다고 합니다.

유럽에서는 대관식, 세례식, 결혼과 같은 행사에서 축하 수단으로 많이 사용했으며 18세기에 음악이 불꽃놀이에 편입되면서 본격적으로 축제의 형태를 띄기 시작했답니다.

  불꽃 디자이너, 축제를 즐겁게 하다

 

불꽃축제에서 불꽃은 음악에 맞춰 정해진 시간에 폭발합니다. 불꽃을 특정 시간에 폭발시키기 위해 정확한 시간에 연화를 점화해야 하는데요. 큰 불꽃축제에서는 많은 연화를 정교한 타이밍으로 발사해야하기 때문에 전기 점화방식을 사용한다고 하네요.

불꽃이 터질 때 나는 폭발음, 다들 들어보셨죠?

축제에서는 관객의 흥을 돋우기 위해 일부러 더 큰 소리를 낸다고 하네요. 두꺼운 폭죽 용기를 만들어 내부 열과 압력을 증가시켜 용기가 터질 때 폭음을 더 크게 만든다고 합니다.

이렇게 불꽃축제를 위해 불꽃 디자이너들이 뒤에서 노력하고 있는데, 이 분들이 있었기에 불꽃이 하나의 예술로 발전할 수 있었던 것이 아닌가 생각이 듭니다.

 

 

 

 

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* 위 글은 대교 '미즈코치' 7월호에 소개 된 글입니다.

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